{"id":188974,"date":"2015-02-18T16:44:36","date_gmt":"2015-02-18T18:44:36","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=188974"},"modified":"2015-06-30T16:51:35","modified_gmt":"2015-06-30T19:51:35","slug":"pequenas-maquinas-del-futuro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/pequenas-maquinas-del-futuro\/","title":{"rendered":"Peque\u00f1as m\u00e1quinas del futuro"},"content":{"rendered":"
\"Cient\u00edficos

iGEM 2014 <\/span><\/a> Cient\u00edficos de universidades de diversos pa\u00edses en Boston, Estados Unidos, durante el iGEM 2014, una Competencia Internacional de M\u00e1quinas Gen\u00e9ticamente Dise\u00f1adas. Participaron tres equipos brasile\u00f1osiGEM 2014 <\/span><\/p><\/div>\n

Tres proyectos de investigaci\u00f3n desarrollados por alumnos y docentes de cinco universidades brasile\u00f1as fueron premiados en la International Genetically Engineered Machine Competition (iGEM), un evento que se origin\u00f3 en el Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts (MIT). El iGEM 2014 (la sigla en ingl\u00e9s de Competici\u00f3n Internacional de M\u00e1quinas Gen\u00e9ticamente Dise\u00f1adas) se llev\u00f3 a cabo al final del a\u00f1o pasado en Boston, Estados Unidos y cont\u00f3 con la participaci\u00f3n de 245 equipos integrados por m\u00e1s de 2.300 estudiantes de instituciones de educaci\u00f3n superior de todo el mundo, entre ellas, las afamadas universidades Harvard, Yale y Stanford, adem\u00e1s del MIT, de Estados Unidos, Oxford y Cambridge, de Inglaterra. El certamen, que se instituy\u00f3 en 2004, tiene como misi\u00f3n incentivar el avance de las investigaciones en el campo de la biolog\u00eda sint\u00e9tica, un \u00e1rea que se basa en el desarrollo de dispositivos biol\u00f3gicos, tales como sensores, aparatos y software<\/em>, enfocados en la soluci\u00f3n de problemas en las \u00e1reas de ambiente, salud, energ\u00eda y alimentos.<\/p>\n

Los brasile\u00f1os cobraron relieve al presentar proyectos con dos biosensores en el \u00e1rea de la salud, uno de ellos para el diagn\u00f3stico del c\u00e1ncer de mama y el otro para la detecci\u00f3n de un marcador espec\u00edfico de la enfermedad renal cr\u00f3nica. Ambos utilizan muestras de sangre y anticipan diagn\u00f3sticos m\u00e1s precoces que los de los ex\u00e1menes actuales. El tercer proyecto present\u00f3 bacterias modificadas gen\u00e9ticamente y programadas para la detecci\u00f3n y absorci\u00f3n de compuestos de mercurio que contaminan los r\u00edos de la Amazonia. \u201cEs muy bueno que trabajos desarrollados en Brasil obtengan reconocimiento en una competencia internacional del nivel del iGEM. El galard\u00f3n es muy importante para estimular a otras generaciones de j\u00f3venes cient\u00edficos, y revela que el trabajo en grupo es fundamental para arribar a resultados exitosos\u201d, afirma el m\u00e9dico Jos\u00e9 Luiz de Lima Filho, director cient\u00edfico del Laboratorio de Inmunopatolog\u00eda Keizo Asami (Lika) de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE). Asami es uno de los integrantes del equipo responsable de la creaci\u00f3n del dispositivo capaz de diagnosticar el c\u00e1ncer de mama en su fase inicial. \u201cNuestro biosensor detecta mol\u00e9culas de microARN que producen las c\u00e9lulas cancer\u00edgenas antes de que comience el proceso tumoral. \u00c9sa es la principal ventaja sobre la t\u00e9cnica tradicional m\u00e1s empleada actualmente, la mamograf\u00eda, que s\u00f3lo identifica la enfermedad cuando ya existe una formaci\u00f3n tumoral a partir de un tama\u00f1o de 0,5 mil\u00edmetros\u201d, dice Lima Filho. \u201cCuanto m\u00e1s pronto se identifica el c\u00e1ncer, mayores son las probabilidades de cura\u201d. El \u00e1cido ribonucleico (ARN) es un pol\u00edmero de nucle\u00f3tidos responsable de la s\u00edntesis de prote\u00ednas de las c\u00e9lulas. Los microARNs son peque\u00f1os ARNs integrados por alrededor de 20 nucle\u00f3tidos que se encuentran en las plantas y en los animales.<\/p>\n

El nuevo dispositivo, galardonado con la medalla de plata en su categor\u00eda en el iGEM, es parte de la tesis doctoral de la estudiante Deborah Zanforlin, doctoranda del programa de Biolog\u00eda Aplicada y Salud de la UFPE, y cont\u00f3 con la participaci\u00f3n de investigadores del Centro de Estudios y Sistemas Avanzados de Recife (Cesar). Los cient\u00edficos desarrollaron un robot que prepara las muestras de sangre que se extraen a los pacientes, las cuales son a continuaci\u00f3n analizadas por el biosensor. El sistema tambi\u00e9n posee un dispositivo de control de calidad que eval\u00faa si el material extra\u00eddo se encuentra en condiciones para que el biosensor lo analice con precisi\u00f3n (observe la infograf\u00eda<\/em><\/a>).<\/p>\n

\"064-067_Engenharia<\/a>Los investigadores pernambucanos ya probaron el concepto del sistema y realizaron pruebas en muestras de pacientes con c\u00e1ncer en el laboratorio. El pr\u00f3ximo paso ser\u00e1 la construcci\u00f3n de los primeros prototipos para la ejecuci\u00f3n de ensayos cl\u00ednicos en campo. \u201cCuando llegue al mercado, nuestro biosensor no requerir\u00e1 personal especializado para el procesamiento de las muestras, contrariamente a los test moleculares para el diagn\u00f3stico del c\u00e1ncer que hoy existen. Al ser f\u00e1cil de transportar no exigir\u00e1 que el paciente se traslade hasta un centro de salud para realizar el examen, que podr\u00e1 realizarse en el propio consultorio del m\u00e9dico. Ser\u00e1 importante para la prevenci\u00f3n, ayuda al diagn\u00f3stico y tratamiento del c\u00e1ncer de mama, colaborando a reducir el n\u00famero de casos en Brasil\u201d, subraya Lima Filho.<\/p>\n

El proyecto brasile\u00f1o para el diagn\u00f3stico de la enfermedad renal cr\u00f3nica (ERC) a partir de un biomarcador gan\u00f3 la medalla de bronce en el iGEM. El mismo fue desarrollado por alumnos y docentes de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), Universidade Estadual Paulista (Unesp) y Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar). Los biomarcadores son estructuras bioqu\u00edmicas presentes en el organismo humano que, cuando sufren alteraciones en sus niveles, pueden indicar anomal\u00edas fisiol\u00f3gicas y patolog\u00edas.<\/p>\n

La creatinina es el biomarcador que se utiliza actualmente. Pero hay inconvenientes, los niveles var\u00edan en funci\u00f3n de factores tales como la nutrici\u00f3n, edad y masa muscular. Adem\u00e1s, el diagn\u00f3stico funciona solamente cuando la enfermedad cursa una etapa avanzada. La ventaja de la cistatina C, el biomarcador que utilizamos en nuestro proyecto, radica en que sus niveles no se alteran en funci\u00f3n de la nutrici\u00f3n, edad o masa muscular y tambi\u00e9n puede detectar la enfermedad en fases m\u00e1s tempranas\u201d, como explica el profesor Francis de Morais Franco Nunes, del Departamento de Gen\u00e9tica y Evoluci\u00f3n de la UFSCar.<\/p>\n

Nunes destaca que el primer paso consisti\u00f3 en proyectar el dise\u00f1o de un circuito g\u00e9nico (un segmento formado por genes seleccionados) que, al menos en teor\u00eda, fuera capaz de funcionar en un microorganismo, ejecutando determinada tarea. El microorganismo elegido fue la bacteria Bacillus subtilis<\/em>. La idea consiste en colocar el suero sangu\u00edneo del individuo en contacto con la bacteria, que comenzar\u00eda a detectar los niveles de la prote\u00edna cistatina C en la muestra y distinguir\u00eda entre los niveles normales de una persona sana y los an\u00f3malos de un paciente con enfermedad renal cr\u00f3nica.<\/p>\n

El plan del grupo de investigadores de las universidades paulistas prev\u00e9, una vez finalizado, que el dispositivo ser\u00e1 de aproximadamente 5 cent\u00edmetros cuadrados y dispondr\u00e1 de todos los reactivos necesarios en los compartimientos existentes en su interior. Uno de ellos estar\u00e1 programado para albergar las esporas de la bacteria y otro contendr\u00e1 el circuito g\u00e9nico para inducir la activaci\u00f3n de las esporas y el crecimiento de las bacterias modificadas. Al final del proceso, un tercer compartimiento se encargar\u00e1 de realizar la esterilizaci\u00f3n del dispositivo para mantener la bioseguridad local.<\/p>\n

\"064-067_Engenharia<\/a>El desarrollo del biodetector bacteriano a\u00fan se encuentra en proceso, con alrededor del 60% del circuito g\u00e9nico terminado, pero el equipo ya obtuvo una prueba de concepto experimental de que la bacteria logra detectar la presencia de cistatina C en sangre y calcular el nivel de esa prote\u00edna. \u201cEstimamos que el proyecto a\u00fan requiere de cuatro a\u00f1os m\u00e1s para llevarlo a t\u00e9rmino. Aspiramos a que sea una tecnolog\u00eda accesible para toda la poblaci\u00f3n\u201d, dice Matheus Pedrino Gon\u00e7alves, alumno del curso de biotecnolog\u00eda de la UFSCar y uno de los miembros del grupo.<\/p>\n

El tercer proyecto de investigaci\u00f3n brasile\u00f1o premiado en el iGEM surgi\u00f3 de los laboratorios de la Universidad Federal de Amazonas (Ufam). El grupo, que fue distinguido con la medalla de oro en su categor\u00eda, cre\u00f3 un linaje de bacterias gen\u00e9ticamente modificadas capaces de detectar, absorber y desintegrar compuestos de mercurio presentes en el agua. La idea consiste en utilizar los microorganismos que, de acuerdo con los investigadores, pueden clasificarse como m\u00e1quinas modificadas gen\u00e9ticamente para liberar a las aguas de la Amazonia de ese metal pesado, altamente perjudicial para la salud. La contaminaci\u00f3n de los r\u00edos de la regi\u00f3n con mercurio se produce fundamentalmente a causa de su empleo en las actividades de extracci\u00f3n del oro. Una vez utilizado, se descarta en forma irregular en el medio ambiente.<\/p>\n

\u201cHemos introducido circuitos g\u00e9nicos en bacterias de laboratorio [Escherichia coli<\/em>] y constatamos en pruebas de laboratorio que, en un medio de cultivo que contiene mercurio, \u00e9stas pueden degradar hasta un 70% del metal pesado\u201d, dice Carlos Gustavo Nunes da Silva, docente de Ingenier\u00eda Gen\u00e9tica de la Ufam y coordinador del proyecto en el que trabajaron 15 estudiantes. Los microorganismos fueron modificados de tres maneras distintas y complementarias. A una bacteria se la transform\u00f3, empleando ingenier\u00eda gen\u00e9tica, en un biosensor capaz de detectar la presencia del metal en el medio, que se torna de una coloraci\u00f3n verde fosforescente cuando detecta la sustancia. Otra fue alterada para absorber el mercurio del agua, encarg\u00e1ndose de la biosoluci\u00f3n propiamente dicha. Y a una tercera se la program\u00f3 para convertir el mercurio presente en el medio en mercurio gaseoso (HgO). El equipo contempla la creaci\u00f3n, con la colaboraci\u00f3n de cient\u00edficos de las \u00e1reas de ingenier\u00eda y dise\u00f1o, de un sistema que almacenar\u00e1 el mercurio vol\u00e1til para reutilizarlo posteriormente en la fabricaci\u00f3n de l\u00e1mparas y dispositivos electr\u00f3nicos, por ejemplo, \u00a0e incluso para el reciclado del metal en electrodom\u00e9sticos.<\/p>\n

\u201cPara el desarrollo del proyecto, nos inspiramos en un conjunto de genes presentes en algunas bacterias que metabolizan mercurio, a los que se denomina operon mer<\/em>. Estudiamos c\u00f3mo act\u00faan \u00e9stos en conjunto para degradar el mercurio y seleccionamos los m\u00e1s atrayentes para realizar nuestras construcciones gen\u00e9ticas en la bacteria\u201d, explica La\u00eds Almeida Gomes, una de las estudiantes involucradas en el proyecto. Seg\u00fan Almeida Gomes, que es mag\u00edster en Gen\u00e9tica, Conservaci\u00f3n y Biolog\u00eda Evolutiva por el Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (Inpa), el proyecto se encuentra en una fase avanzada, pero a\u00fan necesita ajustes.<\/p>\n

Pese a que todos los sistemas demostraron que las bacterias responden en forma positiva a la presencia del mercurio, los investigadores notaron que para aumentar la escala ser\u00e1 necesario perfeccionar la tecnolog\u00eda. Otro desaf\u00edo es la construcci\u00f3n de biorreactores para la estaci\u00f3n de tratamiento, una etapa que estar\u00e1 concluida en septiembre de este a\u00f1o. Ninguna de las bacterias modificadas es nociva para el ser humano.<\/p>\n

\u201cLa ventaja principal de nuestro trabajo consiste en la posibilidad de extracci\u00f3n del mercurio, no s\u00f3lo el de los r\u00edos, sino tambi\u00e9n el que se encuentra en otros ambientes, pues muchas empresas de la zona utilizan esa sustancia en sus procesos y la descartan en forma inadecuada\u201d, dice Almeida Gomes. \u00c9se es uno de los grandes beneficios para la sociedad amaz\u00f3nica, que depende de los r\u00edos para la obtenci\u00f3n de su principal fuente de alimentaci\u00f3n, que es el pescado. \u201cLa medalla nos motiva a continuar trabajando y mejorando siempre, y eso es bueno para que mucha m\u00e1s gente tenga en cuenta el desarrollo de la ciencia en la regi\u00f3n\u201d.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Competici\u00f3n premia dispositivos gen\u00e9ticamente modificados","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297,312],"coauthors":[116],"class_list":["post-188974","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188974","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=188974"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188974\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=188974"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=188974"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=188974"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=188974"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}