Esquema y resumen del bog

En este blog hemos obtenido información escrita y audiovisual sobre la biomedicina, su historia, las universidades en las que se pueden estudiar, técnicas que se utilizan...
  Pero no solo nos hemos centrado solo en la biomedicina, también hemos investigado sobre la bioingeniería, la ingeniería biomédica, diferencias entre bioingeniería y biotecnología...
  Además de esto, hemos dividido el blog en diferentes secciones, como son: Investigaciones (publicaciones sobre avances actuales en diferentes ámbitos relacionados con la biomedicina), Disecciones (donde hemos publicado protocolos de disección del corazón y pulmón acompañados de vídeos explicativos relacionados por nosotros)

 Con este blog hemos intentado transmitir la importancia de la biomedicina y otros ámbitos relacionados.

Esperamos que hayáis aprendido tanto como nosotros.
 
                                                      Gracias.
 

Pacientes paralíticos vuelvan a andar con electroestimulación

El equipo de investigación de Grégoire Courtine, profesor de neuroprostética en el Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), ha comenzado una serie de tesg clínicos cuyo objetivo es conseguir que pacientes paralizados puedan volver a andar. Se trata de la culminación de 15 años de investigación comenzando con ratas paralíticas, y pasando por monos para finalmente haber llegado a pacientes humanos.

Recientemente este equipo de investigación consiguió que ratas paralizadas pudieran volver a caminar. Para ello las sometieron a cirugía de tal forma que las pocas fibras de la columna vertebral de la ratas intactas se reorganizasen para que fuesen capaces de transmitir comandos (impulsos eléctricos) desde el cerebro de la rata a sus piernas. A esto se le unieron electrodos estimuladores implantados en las ratas que las asistían al andar. El resultado final fue que las ratas fueron capaces de recuperar el movimiento de sus extremidades inferiores y usarlas para ir a buscar un pedazo de chocolate.

Tras haber realizado test similares en monos, ahora los primeros pacientes están comenzando a someterse a este proceso. Uno de los pacientes, que llevaba cinco años parcialmente paralizado, ha conseguido caminar de un modo mucho más natural cuando los electrodos estimuladores están activados. El electro estimulador en cuestión es un dispositivo comercial fabricado por Medtronic para el tratamiento del dolor crónico. Pero en este test será empleado colocando sus 21 electrodos de tal modo que estimulan fibras nerviosas responsables de extender y flexionar los músculos de las piernas. El estudio está interesado tanto en las mejoras de los pacientes a corto plazo, como largo plazo debidas a la plasticidad del cerebro.

Recientemente el mismo grupo de investigación ha probado en monos otro dispositivo que requiere implantar un dispositivo tanto en el cerebro como en la médula espinal de los monos. El mono bajo estas imágenes tenía su extremidad trasera derecha paralizada. En la animación bajo estas líneas se muestra como el mono camina sin soporte de la electroestimulación:

En la animación bajo estas líneas se muestra como el mono es capaz de caminar una vez se ha encendido el dispositivo de electroestimulación:

En un futuro cercano, el equipo de investigación de Courtine tiene intención de llevar este dispositivo a pacientes humanos. Los ingenieros biomédicos cada día estamos un pasito más cerca de conseguir que los paralíticos vuelvan a caminar :)

La biomedicina define un nuevo concepto de gen

Un gen es una unidad de información en un locus de ácido desoxirribonucleico (ADN) que codifica un producto funcional, o Ácido ribonucleico (ARN) o proteínas y es la unidad de herencia molecular.^{1 2} También se conoce como una secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ADN, o de ARN en el caso de algunos virus y contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica, habitualmente proteínas pero también ARN mensajero (ARNm), Ácido ribonucleico ribosómico (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt).

Los científicos expertos en biomedicina que estudian el genoma han descubierto que la organización y delimitación de los genes en la secuencia del ADN es más compleja de lo que se creía.

• Visión clásica de lo que es un gen: Hasta ahora se consideraba que los genes son unidades funcionales bien delimitadas en el ADN, fragmentos de ADN independientes unos de otros y con límites bien definidos en la cadena. Además, se creia que los genes solo ocupan el 5% de la cadena de ADN humana y que el resto del ADN son fragmentos inactivos sin ninguna utilidad.

• Nueva visión de lo que es un gen: Recientes investigaciones establecen que los genes pueden interaccionar entre ellos de forma compleja, que incluso pueden solaparse entre ellos en la cadena de ADN y que un mismo gen puede tener fragmentos en distintas partes de la cadena de ADN. Además, se sospecha que en toda la secuencia del ADN apenas hay partes inactivas (lo que antes se llamaba "ADN basura"), y que incluso aquellas partes de ADN que no codifican genes tienen alguna funcionalidad que aún se desconoce. Probablemente casi todo el ADN codifica ARN, la cadena intermedia que la célula usa para fabricar proteínas.

Los científicos han descubierto que muchas regiones del genoma que se consideraban inactivas en realidad demuestran tener una gran actividad genética. Podría ser que el funcionamiento del genoma siguiese los principios de la teoría de sistemas complejos en base a las hipótesis de Ilya Prigogine.

 

Anticuerpos Monoclonales

ANTICUERPOS MONOCLONALES

 
Un anticuerpo monoclonal es un anticuerpo homogéneo producido por una célula híbrida producto de la fusión de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y única célula madre y una célula plasmática tumoral.

Los anticuerpos monoclonales, son anticuerpos idénticos porque son producidos por un solo tipo de célula del sistema inmune, es decir, todos los clones proceden de una sola célula madre. Es posible producir anticuerpos monoclonales que se unan específicamente con cualquier molécula con carácter antigénico. Este fenómeno es de gran utilidad en bioquímica, biología molecular y biomedicina.

Aplicaciones de los anticuerpos monoclonales

Una vez que se han producido anticuerpos monoclonales que se unen a determinadas sustancias, estos pueden ser usados para detectar la presencia y cantidad de esta sustancia, gracias a la prueba de Western blot, que detecta una sustancia en una solución o con una prueba de inmunofluorescencia, que detecta una sustancia en una célula entera. Los anticuerpos monoclonales también son usados para purificar una sustancia con técnicas llamadas inmunoprecipitación y cromatografía.
Los anticuerpos monoclonales muestran una serie de ventajas sobre los anticuerpos policlonales como:

1. Mayor homogeneidad.
2. Reproductibilidad de sus efectos, como consecuencia de su homogeneidad.
3. Mayor capacidad potencial de seleccionar los mejores anticuerpos en afinidad, tipo de reconocimiento.

Los anticuerpos monoclonales se utilizan en muchos campos como:

• La investigación biomédica, como la identificación y clonación de genes, la identificación y aislamiento de proteínas, la activación de enzimas, conocimiento de la estructura molecular y morfogénesis.

• Diagnóstico: En medicina, gracias a la gran especificidad y capacidad prácticamente ilimitada de los anticuerpos monoclonales para reconocer cualquier estructura química, permite la detección de hormonas, vitaminas, citocinas; la monitorización de drogas, detección de enfermedades infecciosas en microbiología; la detección de alérgenos en alergia, hematología, marcadores tumorales e infartos de miocardio, aplicaciones forenses, inmunoescintografía. En las ténicas diagnósticas se emplean diversas herramientas de biología molecular como ELISA, EIA, citometría, inmunohistoquímica, inmunofluorescencia. Los anticuerpos monoclonales son unas de las sustancias más utilizadas en los laboratorios de diagnóstico.

• Catálisis: Los anticuerpos monoclonales se han utilizado como catalizadores de múltiples reacciones químicas.

• Biosensores: Los anticuerpos monoclonales acoplados a transductores electrónicos pueden detectar tanto moléculas orgánicas como inorgánicas como la contaminación de metales pesados en alimentos y agua, detección de gases tóxicos, etc. Un biosensor es un instrumento analítico formado por un material biológico inmovilizado como una enzima, anticuerpo, célula entera, orgánulo o combinaciones de los mismos, en íntimo contacto con un sistema transductor adecuado que convierta la señal bioquímica en una señal eléctrica cuantificable.

Tratamiento: Las aplicaciones terapéuticas constituyen el campo más importante de los anticuerpos monoclonales, ya que son capaces de destruir células, incluidas las tumorales, mediante distintos mecanismos. Se emplean en el tratamiento de diversas enfermedades autoinmunes como la artritis reumatoide, el cáncer o para evitar el rechazo tras un trasplante. Existen varios anticuerpos monoclonales aprobados para su uso en determinadas enfermedades.

Un sensor flexible que puede monitorizar tu corazón durante décadas

Marzo 7, 2017

Un equipo de ingenieros de Northwestern University han conseguido construir un sensor flexible suficientemente fino, para poderse colocar directamente sobre la superficie del corazón que en un tamaño de 0,95 × 1,15 cm contiene 396 sensores de voltaje. En dispositivos similares anteriores a este la señal eléctrica del corazón se recogía a través de una pequeña pieza de metal que hacía contacto con el tejido humano. Pero el nuevo dispositivo no posee ningún metal en contacto con el corazón sino que los 396 sensores están recubiertos de una capa aislante impermeable construida con dióxido de silicio, que no obstante deja pasar la electricidad.

La ventaja de esa capa aislante de dióxido de silicio es que impide que los fluidos biológicos estén en contacto con partes metálicas del dispositivo. Por un lado esto evita cualquier posible cortocircuito que podría causar problemas para el ser humano, o una avería en el dispositivo. Por otro, esto alarga el tiempo de vida del dispositivo, ya que no hay ninguna parte metálica (que siempre se degrada con el tiempo al estar en contacto con fluidos del cuerpo humano) que esté en contacto con el cuerpo.

Este tipo de sensores tienen el potencial de permitir una monitorización prácticamente permanente de la actividad cardíaca; según las estimaciones de los inventores, el dispositivo podría trabajar dentro del cuerpo de un ser humano durante 70 años sin degradarse. En la imagen bajo estas líneas puede verse como los 396 electrodos van recogiendo intensidad eléctrica del corazón según éste va latiendo, y bajo ella se muestra el momento del latido.

Algoritmo para predecir autismo a partir de imágenes de resonancia magnética

Marzo 5, 2017

Un grupo de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte ha desarrollado un algoritmo que es capaz de predecir autismo con un 81% de precisión y un 88% de sensibilidad a partir de imágenes de resonancia magnética de niños de tan sólo seis meses. Los investigadores analizaron las imágenes tomadas a los seis meses de los niños, y fueron capaces de predecir si a los 24 meses se les diagnosticaría o no la patología. Esto supone un avance de varios meses en el momento de diagnóstico.

El algoritmo consigue diagnosticar con tan sólo tres variables: el área del cerebro, el volumen del cerebro y el sexo del bebé (la prevalencia de la autismo es bastante más elevada entre hombres que entre mujeres). Para extraer el área del cerebro y el volumen se emplean técnicas de aprendizaje profundo sobre las imágenes de resonancia magnética.

La base fisiológica del algoritmo es un hecho bien conocido: los niños que padecen autismo tienen un mayor volumen cerebral que los que no lo padecen. Lo interesante del algoritmo es que en una etapa muy temprana (a los seis meses) ya es capaz de predecir a partir de datos de imagen del cerebro si el niño va a padecer autismo con una precisión bastante aceptable. Esto tiene el potencial de permitir comenzar en una etapa muy temprana el tratamiento.

¿DÓNDE ESTUDIAR INGENIERÍA BIOMÉDICA EN ESPAÑA?

  Ingeniería biomédica puede estudiarse en las siguientes universidades públicas:

• Universidad de Barcelona (nota de corte del último año: 12.070)
• Universidad Politécnica de Madrid (nota de corte del último año: 12.075)
• Universidad Politécnica de Valencia (nota de corte del último año: 11.606)
• Universidad Pompeu Fabra (nota de corte del último año: 9.431; titulación bilingüe español-inglés)
• Universidad rey Juan Carlos (nota de corte en el último año: 11.522)
  
  
  Ingeniería Biomédica puede estudiarse en las siguientes universidades privadas:
• Universidad de Navarra (titulación bilingüe español-inglés)
• Universidad San Pablo CEU (titulación bilingüe español-ingles con bilingüismo progresivo)
• Universidad Europea de Madrid (titulación bilingüe español-inglés)
• Universidad de Mondragón (titulación impartida en euskera, castellano e inglés).
• Universidad de Vic (titulación impartida en catalán).

DIFERENCIAS ENTRE BIOINGENIERÍA Y BIOTECNOLOGÍA

Ingeniería biomédica y la bioingeniería son dos nombres utilizados para el mismo tipo de actividad. La ingeniería biomédica serían aquellos ingenieros con sólidos conocimientos de matemáticas, física, electrónica, programación y análisis de la información que han recibido formación específica en biología y medicina y, que se orientan a participar en proyectos tales como: el diseño de equipos electrónicos que se utilizan en hospitales y diagnóstico médico; el análisis de los datos del genoma humano para la identificación de posibles nuevos fármacos; el diseño de programas que permitan analizar la estructura tridimensional de proteínas; el diseño de una bomba de insulina; el modelado de órganos fisiológicos (modelos de corazón, del sistema vascular, del sistema nervioso, …); el análisis de datos de pacientes en una unidad de cuidados intensivos; el análisis de imágenes de rayos X (TAC), resonancia magnética nuclear,  tomografía de emisión de positrones (PET); el diseño de software y algoritmos para aplicaciones bioinformáticas, de gestión hospitalaria, telemedicina y asistencia domiciliaria… La herramienta de trabajo del ingeniero biomédico es el ordenador. También se entiende por ingeniería biomédica a aquellos ingenieros que se dedican al diseño de prótesis óseas, válvulas para el sistema cardiovascular, miembros ortopédicos, equipos de ayuda a la movilidad, etc.

 La biotecnología es una titulación más cercana a la química, la bioquímica, la biología o la farmacia. Su herramienta de trabajo es el laboratorio biológico. Participan en proyectos de regeneración tisular, tecnología de los alimentos, aplicaciones de microrganismos para la agricultura, el medioambiente y la salud, diseño de nuevos fármacos y terapias… Algunos ejemplos de trabajos que pueden realizar los biotecnólogos son mejorar el proceso de fermentación de la cebada para dar lugar a la cerveza, crear alimentos enriquecidos en Omega-3, diseñar un fármaco que sea absorbido de un modo más eficiente por el organismo, etc.