domingo, 7 de agosto de 2016



La biotecnología es un área multidisciplinaria, que emplea la biología, química y procesos, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereky, en 1919.

Una definición de biotecnología aceptada internacionalmente es la siguiente:

La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos



Sistema portátil de producción de fármacos a partir de microbios
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Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado un sistema de producción portátil para fabricar productos biofarmacéuticos específicos a demanda.
Para los médicos en el campo de batalla o en zonas marginadas el acceso a los medicamentos es todo un reto. Los fármacos típicamente se producen en grandes plantas centralizadas, esto significa que deben ser transportados al lugar de tratamiento, algo que puede ser costoso, consume tiempo, y es difícil de ejecutar en las zonas pobres.
El nuevo sistema será capaz de usar microbios para fabricar pequeñas cantidades de vacunas ymedicamentos contra la diabetes o el cáncer bajo demanda, refieren los investigadores.
El sistema puede ser utilizado para producir medicamentos en cantidades tan bajas como se desee, por ejemplo una sola dosis para un paciente, a partir de un dispositivo compacto que contiene una pequeña “gota” de células en un líquido.
De esta forma, se podría llegar a usar el sistema para fabricar una vacuna destinada a sofocar un brote epidémico de una enfermedad en un poblado remoto, o para tratar una dolencia en un astronauta que no pueda regresar a la Tierra a tiempo de recibir allí el tratamiento.
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Levadura Pichia pastoris
El prototipo de pruebas del sistema se basa en una cepa programable de levadura, la Pichia pastoris, a la cual se puede inducir para expresar una de dos proteínas terapéuticas cuando es expuesta a un estímulo químico en particular.
Los investigadores eligieron la P. pastoris porque puede crecer hasta densidades muy altas a partir de fuentes de carbono simples y baratas, además de ser capaz de expresar grandes cantidades de proteína. En las pruebas se alteró la levadura de manera que pudiera ser modificada genéticamente de forma más sencilla, y pudiera incluir más de una diana terapéutica en su repertorio.
“Es una solución pragmática para biomanufactura, y una plataforma flexible y portátil de equipo que demuestra una forma auténtica de producción de productos terapéuticos personalizados”.
Ahora, los investigadores trabajan en el uso del sistema en tratamientos combinados, en el que múltiples agentes terapéuticos, tales como anticuerpos, se utilicen juntos.
“Si se pudiera diseñar una sola cepa, o tal vez incluso un consorcio de cepas que crezcan, para la elaboración de productos biológicos o combinaciones de anticuerpos, podría ser una forma muy potente de la producción de estos medicamentos a un costo razonable”, dijo Tim Lu, responsable de la investigación.
Bacterias genéticamente modificadas combaten el cáncer

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Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lograron programar cepas inofensivas de bacterias Escherichia Coli que atacan y suministran cargas de medicamentos contra células cancerígenas.
Hasta ahora las bacterias genéticamente modificadas han logrado reducir tumores hepáticos en ratones de forma mucho más efectiva, que con los tratamientos en solitario.
En el estudio los investigadores fueron capaces de integrar circuitos genéticos artificiales en las bacterias, que les permitían a los microbios eliminar células cancerosas de tres maneras diferentes. Primero con un circuito que produce una molécula llamada hemolisina, que destruye las células tumorales al dañar sus membranas celulares. Otra produce un fármaco que induce a la célula a someterse a suicidio programado, y el tercer circuito produce una proteína que estimula el sistema inmunológico del cuerpo para atacar el tumor.
Para evitar los posibles efectos secundarios de estos fármacos, los investigadores añadieron un cuarto circuito genético que permite a las células detectar otras bacterias en su entorno, a través de un proceso conocido como la detección de quórum o autoinducción, el cual es un mecanismo de regulación de la expresión genética en respuesta a la densidad de población celular.
Así cuando la población alcanza su objetivo predeterminado, las células bacterianas se autodestruyen. “Eso nos permite mantener la carga de bacterias en todo el organismo en un nivel bajo y mantener así el bombeo de los medicamentos sólo en el tumor”, dijo Sangeeta Bhatia, responsable de la investigación.
 Pruebas de edición de ADN en humanos
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Científicos chinos de la Universidad de Sinchuan, serán los pioneros en usar la tecnología de modificación genética CRISPR en humanos. La técnica se aplicará sobre pacientes con cáncer de pulmón con metástasis en los que no ha funcionado  otros tratamientos como la quimioterapia o la radioterapia.
La tecnología CRISPR/Cas9 es una herramienta molecular utilizada para “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula, incluyendo a las células humanas. Sería algo así como unas tijeras moleculares que son capaces de cortar cualquier molécula de ADN haciéndolo además de una manera muy precisa y totalmente controlada para modificar su secuencia, eliminando o insertando nuevo ADN.
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Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollando un parche adhesivo para tratar el cáncer. Éste es capaz de administrar una triple terapia, farmacológica, genética y fototerapia mediante nanoesferas y nanobarras que atacan directamente a los tumores.
En ratones, el dispositivo destruyó tumores colorrectales e impidió su rebrote después de la cirugía. Según algunas estimaciones, aproximadamente una de cada 20 personas desarrollarácáncer colorrectal durante su vida, lo que lo convierte en una de las formas más comunes de cáncer.
La primera línea de tratamiento más utilizada es la cirugía, pero esto puede suponer una eliminación incompleta del tumor. Pueden quedar células cancerosas, lo que potencialmente podría llevar a una reaparición y a un mayor riesgo de metástasis.
Además, las terapias convencionales utilizadas para evitar que los tumores vuelvan a salir después de la cirugía no diferencian lo bastante entre células sanas y cancerosas, lo que lleva a efectos secundarios graves.
Dicho parche está hecho de un hidrogel que contiene nanorods de oro, que se calientan cuando la radiación de infrarrojo cercano se aplica a la zona local para térmicamente destruir el tumor. También cuenta con nanobastones equipados con un fármaco de quimioterapia, que se libera cuando se calientan, para apuntar al tumor y sus células circundantes.

Cápsulas que navegan por la sangre


El matrimonio entre medicina y nanotecnología se está convirtiendo en una pesadilla para el cáncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma más específica a las células cancerígenas. Por eso, el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto en marcha la "Alianza para la nanotecnología en el cáncer", un plan que incluye el desarrollo y creación de instrumentos en miniatura para la detección precoz. 

En la administración de medicamentos, las nuevas técnicas son ya un hecho. "Los nanosistemas de liberación de fármacos actúan como transportadores de fármacos a través del organismo, aportando a estos una mayor estabilidad frente a la degradación, y facilitando su difusión a través de las barreras biológicas y, por lo tanto el acceso a las células diana", explica María José Alonso, investigadora de la Universidad de Santiago de Compostela, que trabaja en esta línea desde 1987. En el tratamiento del cáncer, asegura, "estos nanosistemas facilitan el acceso a las células tumorales y reducen la acumulación del fármaco en las células sanas y, por tanto, reducen los efectos tóxicos de los antitumorales". 

Desde Estados Unidos, el nanotecnológo James Baker ha desarrollado otra alternativa basada en unas moléculas artificiales conocidas como dendrímeros. Se trata de estructuras tridimensionales ramificadas que pueden diseñarse a escala nanométrica con extraordinaria precisión. Los dendrímeros cuentan con varios extremos libres, en los que se pueden acoplar y ser transportadas moléculas de distinta naturaleza, desde agentes terapéuticos hasta moléculas fluorescentes. En su estudio, Baker aplicó una poderosa medicina contra el cáncer, metotrexato, a algunas ramas del dendrímero. En otras, incorporó agentes fluorescentes, así como ácido fólico o folato, una vitamina necesaria para el funcionamiento celular. "Es como un caballo de Troya. Las moléculas del folato en la nanopartícula se aferran a los receptores de las membranas celulares y éstas piensan que están recibiendo la vitamina. Al permitir que el folato traspase la membrana, la célula también recibe el fármaco que la envenena", señaló el investigador. 

Transistores de nanotubos



AyerInfineon Technologies anunció que ha logrado desarrollar el transistor de nanotubo más pequeño del mundo. El transistor en cuestión mide solo 18 nanometros – cuatro veces menos que los transistores de nanotubos actualmente en el mercado.


Para lograr este nuevo avance en nanotecnología, los científicos cultivaron en un proceso controlado nanotubos de carbón con un diámetro cada uno de 0,7 a 1,1 nanometros. Un pelo humano es 100.000 veces más grueso que estos nanotubos.
Las propiedades características de los nanotubos de carbón hacen que sea el material ideal para muchas aplicaciones microelectrónicas. Los nanotubos llevan corriente eléctrica prácticamente sin fricción sobre la superficie gracias al transporte balístico de electrones, por lo que pueden llevar 1000 veces más que cable de cobre. Además pueden ser conductores o semiconductores.
Ifineon fue una de las pioneras del desarrollo de nanotubos de carbón y fue una de las primeras en demostrar cómo se cultivan nanotubos de carbón en puntos definidos con precisión y cómo se pueden construir transistores para cambiar corrientes más grandes.
El transistor de nanotubo que acaba de inventar los investigadores de Ifineon es capaz de trasladar corrientes en exceso de 15 µAa un voltaje de solo 0.4 V (lo normal es 0,7 V). Se ha observado una densidad superior en unas 10 veces a la de silicona.

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