Crean retina humana funcional en laboratorio
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Crean retina humana funcional en laboratorio

Los investigadores no solo buscaban el desarrollo de una retina artificial. También lograron crear un mapa genético de las enfermedades más comunes que afectan a este órgano

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Un grupo de científicos del Instituto de Oftalmología Molecular y Clínica de Basilea (IOB, en inglés) logró generar réplicas exactas de retinas humanas en cultivo. A partir de este resultado, estos organoides pueden ser usados para precisar los tipos específicos de células afectadas por enfermedades genéticas del ojo. Los detalles de esta exhaustiva labor de seis años se publicaron en la revista Cell

Las células de la retina muestran una serie de especializaciones subcelulares de importancia funcional. En la publicación se menciona que las características distintivas de los tipos de células y sus especializaciones subcelulares están asociadas con la expresión de genes específicos implicados en enfermedades oculares. Las células usadas en esta investigación fueron tomadas de donantes post mortem, tras pasar varias horas en estado isquémico, situación que provoca daño irreversible en la retina en 20 minutos. 

Las retinas cultivadas se obtuvieron a partir de células madre pluripotenciales, que luego fueron inducidas a reorganizarse en una estructura de cinco capas. Los organoides maduros podían sentir la luz en sus capas superficiales, y entregaban impulsos visuales a través de sinapsis a las capas celulares del interior. Anteriormente, el equipo de expertos del IOB había desarrollado un mecanismo que que genera organoides retinianos altamente uniformes por miles, proporcionando un valioso recurso para los investigadores de todo el mundo.

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Resultados promisorios para técnicas de tratamiento de retina

En la publicación, los especialistas mencionan que lograron desarrollar organoides de retina con tres capas nucleares y dos sinápticas. Los fotorreceptores de los organoides respondieron a la luz y transmitieron información visual sinápticamente, generando respuestas lumínicas en las células de la retina de segundo o tercer orden. Sumado a ello, se consiguieron transcriptomas unicelulares desde 110.862 disociadas del desarrollo humano, en siete puntos específicos del proceso de gestación entre la semana 38 y hasta la semana 46. 

En un análisis exhaustivo de estos transcriptomas, los investigadores evidenciaron una maduración progresiva de las distintas clases de células y mostraron que los transcriptomas de laboratorio alcanzaron una maduración estable entre la semana 30 y la semana 38. Sobre la tasa de cambios transcriptómicos durante el desarrollo de los organoides, ésta presentó similitudes con el proceso de desarrollo de la retina humana in vivo. 

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En el estudio también se demostró que los transcriptomas de la retina humana adulta cambian rápidamente en un estado post mortem, producto de la isquemia. Por lo cual, desde el laboratorio se creó un procedimiento para obtener retinas humanas adultas que estuvieron expuestas a menos de 5 min de isquemia y mantuvieron las respuestas a la luz y los circuitos funcionales de la retina durante 16 horas ex vivo.

“La investigación aborda una necesidad fundamental no satisfecha, que es desarrollar retinas modelo que se asemejen al órgano real”, afirmó Cameron Cowan, investigador principal del Grupo de Circuitos de Retina Humana del IOB y primer autor del artículo a medios de comunicación. 

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La tasa de desarrollo in vitro puede diferir del proceso in vivo, afirman los investigadores. Para comparar las dos tasas, se relacionaron cruzadamente los transcriptomas en bloque de los organoides, obtenidos mediante la combinación de transcriptomas unicelulares, con los transcriptomas en bloque publicados de la retina humana entre 7 y 20 semanas en edad de desarrollo.

Cuando se trazaron las edades de desarrollo según el modelo establecido por los investigadores, comparándolas directamente con el desarrollo biológico, los datos se acercaron a la línea de unidad. Es decir, se produjeron retinas in vitro con tasas de desarrollo similares. Un factor que piden tener en cuenta para futuros estudios científicos sobre esta área.

Especialistas ya tienen mapas genéticos sobre enfermedades de retina

Debido a la variedad de retinas tomadas de donante y a las características genéticas de cada una, los expertos notaron que no todas las que se crearon en el laboratorio desarrollaron organoides. Para explicar el fenómeno, se pide tener en cuenta que la diferenciación de los organoides es un proceso no lineal (descrito previamente en 2017), en el que influyen sus estados epigenéticos y transcriptómicos en el momento de la diferenciación genética, indispensable para el proceso de cultivo. 

Un segundo componente destacado de esta investigación es la creación de un mapa genético específico. El grupo de científicos del IOB decidió elaborar “mapas de enfermedades”, a partir del mapeo de genes asociados a la enfermedad ocular con los tipos de células de la retina adulta y la creación de retinas de cultivo con las características encontradas. Como resultado, se obtuvieron mapas para 10 enfermedades retinianas no sindrómicas para la retina periférica y la retina fetal: acromatopsia, ceguera nocturna estacionaria congénita, retinitis pigmentosa, amaurosis congénita de Leber, degeneración macular, miopía, distrofia de vara cónica, coroideremia, distrofia macular, glaucoma y dos enfermedades sindrómicas de la retina, el síndrome de Usher y el síndrome de Bardet-Biedl.

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Google Maps mostrará puntos de vacunación Covid-19 en diferentes países

Google anunció que la aplicación Google Maps y también las búsquedas ahora mostrarán los puntos de vacunación de Covid-19 en diferentes países, empezando con Estados Unidos.

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Puntos de vacunación serán mostrados en Google Maps

Desde el inicio de la pandemia provocada por el Covid-19, gigantes compañías de todo el mundo se han adaptado a la nueva realidad ajustando sus servicios para brindar mejores experiencias a los usuarios. Por ejemplo, Google empezó a ofrecer información detallada sobre el Covid-19 mostrando desde estadísticas diferenciadas de incidencia acumulada de todos los países y territorios, hasta el apoyo a diferentes apps de domicilios que respetan las medidas de confinamiento de cada país.

Ahora, teniendo en cuenta que las búsquedas de “vacunas cerca de mi” se han quintuplicado desde el anuncio de la aprobación de uso de diferentes inmunizaciones, la compañía está trabajando en incorporar toda la información sobre los puntos de vacunación a la App de Google Maps. La localización de estos puntos se evidenciarán en primera instancia en Estados Unidos pero se irán incorporando otros países y ciudades a lo largo del mundo.

Es preciso mencionar, que los resultados de ubicación se mostrarán tanto en la página de resultados de búsqueda como en la propia app, de tal forma que el usuario pueda conocer en qué lugares cercanos se podrá aplicar la vacuna contra el Covid-19.

Se espera que la ampliación de datos llegue a más de 40 países diferentes en al menos 12 idiomas diferentes. La idea en Norteamérica es comenzar a mostrar información de distribución regional y estatal en el buscador para que las personas puedan encontrar fácilmente cuándo son elegibles para recibir una vacuna.

Adicionalmente, la compañía informó que reforzará la información del Covid-19 con la campaña “Conozca los hechos” que se realizará a través de Google y YouTube donde se mostrará información fidedigna sobre las vacunas.

“En las próximas semanas, las ubicaciones de vacunación COVID-19 estarán disponibles en Google Maps y Search , comenzando con Arizona, Louisiana, Mississippi y Texas, con más estados y países por venir. Incluiremos detalles como si se requiere una cita o una referencia, si el acceso está limitado a grupos específicos o si tiene un servicio de traslado.” señala el comunicado de la compañía.

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Neuromodulación dirigida aliviaría síntomas de depresión grave

Científicos de Estados Unidos aplicarán neuromodulación en pacientes con depresión severa para determinar sus beneficios.

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Neuromodulación dirigida aliviaría síntomas de depresión grave

La estimulación cerebral personalizada conocida como neuromodulación adaptada a los síntomas de cada paciente es una forma cada más usada para corregir circuitos cerebrales dañados en personas que padecen enfermedades como parkinson o epilepsia. Sin embargo, científicos de la universidad de California en Estados Unidos mostraron que podría surtir efecto también en pacientes con depresión severa resistente al tratamiento.

“Los intentos anteriores de desarrollar la neuromodulación para la depresión siempre han aplicado la estimulación en el mismo sitio en todos los pacientes, y en un horario regular que no se dirige específicamente al estado patológico del cerebro” explica Katherine Scangos, autora del estudio.

El equipo partió de la premisa de que la depresión afecta a los pacientes de manera muy diferente, por tanto, es necesario mapear sitios individualizados para la neuromodulación que coincidan con cada paciente. El estudio ya se publicó en la revista científica “Nature Medicine”, y resalta el trabajo de mapeo en los efectos de la estimulación leve de varias zonas del cerebro que se relacionan con los estados de ánimo de un paciente diagnosticado con depresión.

Al someter al paciente al tratamiento se evidenció que alivia distintos síntomas de la enfermedad, como la ansiedad y el bajo nivel de energía, además de restaurar el placer por ciertas actividades cotidianas.

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Ensayo PRESIDIO para neuromodulación en depresión severa

Con este pequeño estudio, comienza un ensayo clínico de cinco años denominado Presidio que evaluará la efectividad de la estimulación cerebral personalizada en 12 pacientes con depresión severa resistente.

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“Hemos desarrollado un marco sobre cómo personalizar el tratamiento en un solo individuo, mostrando que los efectos distintivos de estimular diferentes áreas del cerebro son reproducibles, duraderos y dependientes del estado”, resalta Andrew Krystaldirector del UCSF Dolby Center y coautor principal del nuevo estudio.

El ensayo se considera innovador en su rama, ya que con esta estimulación cada paciente recibirá un tratamiento personalizado y podrá determinarse específicamente cuales son las personas que realmente pueden someterse al tratamiento.

Recordemos, que la depresión es un trastorno psiquiátrico sumamente común que afecta a más de 264 millones de personas alrededor del mundo y ocasiona miles de muertes anuales. Pese a su naturaleza común, el 30% de los pacientes no responden a tratamientos como la terapia o la medicación.

Algunos científicos habían experimentado positivamente con la terapia electroconvulsiva pero los efectos secundarios son graves y uno de cada diez pacientes no se beneficia en nada con el tratamiento.

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Investigaciones anteriores sobre la depresión y la neuromodulación

Un estudio previo había mostrado el potencial del mapeo cerebral para identificar sitios que podrían estimularse para mejorar el estado de ánimo. Este trabajo lo retomaron los investigadores en el ensayo Presidio para identificar nuevamente las potenciales zonas del cerebro a estimular.

En esta ocasión los científicos adoptaron un enfoque menos invasivo llamado estéreo-EEG para introducir 10 electrodos intracraneales en el cerebro de la primera paciente que se sometió al tratamiento: una mujer de 36 años que ha experimentado varios episodios de depresión severa desde la infancia.

Se evidenció que la estimulación de 90 segundos en sitios diferentes del cerebro daba como resultado estados de ánimo positivos. Posteriormente, se intentó con una estimulación más prolongada que surtieron como efecto un alivio prolongado de los síntomas de depresión de la paciente.

 Los investigadores descubrieron que los efectos de la estimulación se podían adaptar al estado de ánimo del paciente y que los efectos positivos duraban horas, mucho más allá de la ventana de 40 minutos diseñada en el protocolo del estudio. Los síntomas del paciente también mejoraron significativamente en el transcurso del estudio de 10 días, lo que llevó a una remisión temporal que duró 6 semanas.

Poder mejorar el estado de ánimo de un paciente con depresión resultó impactante para el equipo, más cuando los antidepresivos comunes pueden no tener efecto durante uno a tres meses después de su administración inicial, la adopción de este enfoque mucho más eficaz podría significar un avance hacía el tratamiento de la depresión severa.

Finalmente, cuando los síntomas de la paciente regresaron después del tratamiento los investigadores pusieron en marcha la segunda etapa del ensayo Presidio, implantando un dispositivo neuromodulador sensible llamado NeuroPace RNS System, utilizado en pacientes epilépticos para detectar patrones característicos de la actividad cerebral. Cuando estos patrones indicaban que el paciente estaba en un estado muy deprimido se le proporcionan niveles muy leves en la región específica del cerebro para contrarrestar la caída del ánimo.

El dispositivo se le implantó en junio de 2020 y se activó en agosto, y hasta ahora, la participante del estudio ha informado que sus síntomas han desaparecido casi completamente.

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Crean prótesis de mano con más del 90% de funcionalidad

Crean mano protésica biomimética capaz de restaurar más del 90% de la funcionalidad a personas con amputaciones de miembros superiores.

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Crean prótesis de mano con más del 90% de funcionalidad

El Instituto Italiano de Tecnología (IIT) y el Centro Prótesis INAIL (la unidad de prótesis del Instituto Nacional de Seguro contra Accidentes de Trabajo), en Italia, anunciaron hace poco la creación de una  mano protésica biomimética Hannes, capaz de restaurar más del 90% de la funcionalidad a personas con amputaciones de miembros superiores cuyo concepto fue galardonado con el premio internacional de diseño industrial Compassod’Oro.

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La importante iniciativa indica sus creadores permite replica las propiedades biológicas clave de la mano humana como el movimiento natural sinérgico y adaptable; niveles biomiméticos de fuerza y velocidad; alto antropomorfismo y agarre con fuerza.

Desarrollada con la participación de investigadores, ortopedistas, diseñadores industriales y pacientes, este desarrollo puede restaurar más del 90% de la funcionalidad en personas con amputaciones de miembros superiores. Posee un marcado CE y está listo para ingresar al mercado médico internacional, pero su futura comercialización solo será posible cuando los investigadores identifiquen inversionistas y socios industriales.

¿Cómo fue desarrollada la prótesis?

El sistema robótico Hannes inició a finales de 2013 con el objetivo de crear soluciones innovadoras de alta tecnología rentables para pacientes con discapacidad física.

Hannes es un sistema protésico de miembro superior poliarticulado antropomórfico que incluye mano y muñeca, cuyas principales características son la suavidad y la capacidad de adaptarse dinámicamente a la forma de los objetos a agarrar. Es similar a una mano humana y, al ser desarrollado directamente con los pacientes, es de uso práctico.

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Sin embargo, sus investigadores expusieron que, para evaluar la efectividad y usabilidad de Hannes, se realizaron pruebas piloto con amputados en el  Centro Protesi Inail encontrando que después de un período de entrenamiento de menos de una semana, los pacientes podían usar la prótesis de forma autónoma en el hogar para realizar actividades cotidianas como los que quehaceres diarios.

La prótesis es un sistema mioeléctrico que se puede usar durante todo el día y se ajusta a diferentes discapacidades de las extremidades superiores ya que emplea una serie de sensores electromiográficos de superficie, colocados dentro de un encaje personalizado que detecta la actividad de los músculos del muñon en la parte inferior o superior del brazo, que el usuario contrae activamente para realizar múltiples movimientos.

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Asimismo, a través de un software especialmente desarrollado y una conexión bluetooth, sus investigadores expusieron que la prótesis permite personalizar los parámetros de funcionamiento de la mano, como la precisión y la velocidad de los movimientos, para asegurar una experiencia más optimizada para cada usuario. “Hannes se proporciona en dos tamaños diferentes, siete, tres, cuartos y ocho un cuarto, para diestros y zurdos y adecuado para sujetos femeninos y masculinos. Su peso es de 450 gramos”.

De igual manera, esta innovadora propuesta también permite que los dedos se pueden flexionar y posicionar de forma natural, incluso en reposo. En particular, el pulgar se puede orientar en tres posiciones diferentes para replicar una amplia variedad de agarres, incluyendo un agarre fino que permite levantar objetos pequeños, un agarre lateral, que permite agarrar objetos delgados, y finalmente un agarre de potencia capaz de agarrar y mover incluso cargas pesadas.

El sistema también permite la pronación y supinación de la muñeca (“movimiento de giro de la llave”), permitiendo agarres en diferentes orientaciones sin depender de una compensación dañina para el paciente.

Por último, es importante mencionar que sus investigadores realizaron experimentos para validar el desempeño de Hannes y la semejanza humana de su comportamiento de agarre, demostrando que su desempeño es mucho más alto si se compara con la investigación existente o los dispositivos comerciales que existen en la actualidad.

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