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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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retina humana laboratorio

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. 

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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Crean dispositivo para diagnosticar la gonorrea en menos de 15 minutos

Investigadores de la Universidad Johns Hopkins desarrollaron un dispositivo portátil y de bajo costo que puede detectar la gonorrea en menos de 15 minutos.

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Crean dispositivo para diagnosticar la gonorrea en menos de 15 minutos

El nuevo dispositivo portátil de bajo costo y que contará con una App para teléfono móvil permite diagnosticar la gonorrea en menos de 15 minutos y además determinar si la cepa con la que se está contagiado responde a los antibióticos de primera línea. El desarrollo del dispositivo estuvo a cargo de un equipo de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos que ya publicó sus avances en la revista  ‘Science Translational Medicine’.

El desarrollo de este dispositivo mejora las pruebas tradicionales para detectar la gonorrea que en diferentes hospitales y clínicas pueden tardar hasta una semana en dar resultados, tiempo durante el cual los pacientes pueden infectar a otras personas.

“Nuestra plataforma de pruebas portátil y barata puede cambiar las reglas del juego en lo que respecta al diagnóstico y el tratamiento rápido de las infecciones de transmisión sexual”, explica el Tza-Huei Wang director del equipo de investigación de la Universidad Johns Hopkins.

Según el líder del equipo este desarrollo garantiza que los pacientes sean diagnosticados en el momento preciso, logrando que el tratamiento pueda aplicarse de manera inmediata mejorando los resultados clínicos. Esta avance es especialmente significativo en los países de bajos recursos donde los laboratorios clínicos no siempre tienen los equipos adecuados para todos los pacientes.

Es preciso decir, que más de 87 millones de personas tienen gonorrea. Esta enfermedad de transmisión sexual presenta una resistencia a los antibióticos cada vez mayor, por lo que los expertos en la materia afirman que identificar y tratar rápidamente a los infectados es casi la única forma de evitar la espiral de los casos y el nacimiento de nuevas cepas farmacorresistentes.

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Dispositivo para diagnosticar la gonorrea

El dispositivo llamado “PROMPT” (de portable, rapid, on-cartridge, magnetofluidic purification and testing platform) funciona con una pila de de cinco voltios e incluye cartuchos termoplásticos que cuestan 2 dólares. La prueba consiste en impregnar un hisopo de fluido corporal del paciente que posteriormente se mezcla con una solución de partículas magnéticas en un tubo y una gota de esa mezcla se carga en un cartucho que se encaja en el dispositivo.

 El dispositivo transfiere las partículas magnetizadas a los reactivos del cartucho, que se somete a 40 ciclos de pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) antes de mostrar los resultados en la pantalla del teléfono móvil. Las pruebas de PCR permiten a los científicos tomar pequeñas muestras de ADN y amplificarlas para estudiarlas en detalle.

El dispositivo se probó en clínicas de salud sexual de Baltimore y Kampala en Uganda, donde PROMPT detectó la cepa más común de la gonorrea en el 97% de las ocasiones, con una precisión del 100% para determinar si la cepa respondería al uso de ciprofloxacina, un medicamento para infecciones resistentes.

“Nuestra prueba mantiene la misma sensibilidad y especificidad que se utiliza actualmente en los laboratorios de hospitales y clínicas, pero reduce el coste y el tiempo que conlleva. Queremos que estos diagnósticos estén al alcance de todas las personas que los necesiten, cuando los necesiten” afirma uno de los investigadores.

Finalmente, el equipo de la universidad estadounidense está trabajando en la aprobación reglamentaria, la fabricación en masa y la distribución del dispositivo que podría empezar a comercializarse en unos tres años.

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FDA aprueba bolígrafos inteligentes para control de insulina

Se trata de unos bolígrafos pioneros que funcionan con datos en tiempo real y brindan recomendacioes sobre las dosis de insulina adecuadas en pacientes con diabetes tipo 1 y tipo 2

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FDA dispositivo inteligente diabetes. Credito Bigfoot Medical

La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) aprobó el uso de un nuevo dispositivo -mediante la autorización 510 (k) o primera en su tipo- que ayuda a los pacientes a controlar la diabetes. Se trata de una herramienta tipo lapicero o bolígrafo desarrollada por la compañía Bigfoot Biomedical, dedicada a crear soluciones reducir la carga de las personas con diabetes que requieren insulina, mejorar el acceso y ayudar a sus proveedores de atención médica a optimizar el cuidado de estos pacientes con la ayuda de inteligencia basada en datos.

El dispositivo utiliza la tecnología como su mejor aliado, ya que usa los datos del monitoreo de glucosa diario (iCGM) del sistema FreeStyle Libre 2 de Abbott para recomendar la dosis de glucosa más adecuada para el paciente. Cabe aclarar que estas sugerencias también se basan en las instrucciones de los especialistas, haciendo este proceso totalmente seguro para los usuarios con diabetes. De acuerdo con un comunicado oficial de la compañía, su lapicero puede ser utilizado por individuos desde los 12 años en adelante.

Las características que se implementaron tienen como objetivo responder la siguiente pregunta: “¿Cuánta insulina me recomendaría mi médico que tome ahora mismo?”. Al ser la única solución en el mercado para pacientes con diabetes tipo 1 y 2 con terapia MDI, se espera que simplifique la experiencia, teniendo en cuenta que el control de la glucosa puede ser difícil y contradictorio, ya que los dispositivos existentes no presentan siempre la misma información.

“El control de la diabetes es increíblemente difícil porque la insulina no tiene una dosis o un horario fijos, lo que permite que las personas determinen constantemente sus dosis y configuren los dispositivos mientras toman múltiples decisiones críticas todos los días sobre la cantidad de insulina que deben tomar”, afirmó Jeffrey Brewer, CEO de Bigfoot Biomedical. 

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Así funciona esta herramienta de control de insulina

El dispositivo nombrado Bigfoot Unity Diabetes Management System hace parte de todo un sistema. De acuerdo con la información oficial de la compañía, se trata de las primeras tapas para bolígrafos de control de insulina que incorporan los datos del monitor continuo de glucosa (iCGM) integrado y las instrucciones del proveedor de atención médica para proporcionar recomendaciones de dosis de insulina para las personas con diabetes que utilizan múltiples inyecciones diarias.

La información no es genérica. Es decir que Bigfoot Unity tiene la capacidad de adaptarse a las necesidades del paciente con diabetes, sin que éste acuda presencialmente o virtualmente a una consulta con su especialista. El kit que se entrega al usuario contiene os tapones para plumas inteligentes de Bigfoot para insulinas de acción prolongada y rápida, dos sensores FreeStyle Libre 2, agujas para plumas, un medidor de glucosa en sangre de reserva y suministros.

“Está diseñado específicamente para ser sencillo y accesible, sin importar el nivel de conocimientos técnicos de la persona, eliminando una barrera clave para la equidad sanitaria. Sabemos que las personas con diabetes quieren tener éxito con su terapia de insulina, y a menudo es la tecnología compleja y costosa la que se interpone en el camino”, se lee en el comunicado de prensa.

El sistema Bigfoot Unity es la única solución conectada autorizada por la FDA para acciones importantes, destacándose:

  • Presntación de la dosis recomendada por el médico en el punto de tratamiento utilizando los datos actuales de iCGM directamente en el capuchón de la pluma.
  • Carga de datos de iCGM y de dosis-tiempo sin intervención manual del paciente o del proveedor de atención médica para permitir la atención continua y proactiva del paciente a través de la monitorización fisiológica remota.

“Hay más de 7 millones de personas en Estados Unidos que reciben terapia de insulina y muchas de ellas se inyectan insulina varias veces al día, y sin embargo ha habido pocos avances para este mercado tan desatendido”, se lee en el comunicado de prensa.

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Crean sensor que mide el nivel de glucosa en el organismo con sudor

Con el desarrollo de este sensor las personas que padecen de diabetes podrán saber sus niveles de glucosa en la sangre sin recurrir a los dolorosos pinchazos.

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Crean sensor que mide el nivel de glucosa en la sangre con sudor

Científicos de la American Chemical Society -ACS crearon un sensor que tiene la capacidad de medir la glucosa en el sudor con el toque de un dedo y haciendo uso de un algoritmo personalizado que proporciona una estimación exacta de los niveles de glucosa en la sangre. Con el desarrollo de este sensor las personas que padecen de diabetes podrán saber sus niveles de glucosa en la sangre sin recurrir a los dolorosos pinchazos de un glucómetro tradicional.

Anteriormente, científicos habían desarrollado métodos para medir los niveles de glucosa con el sudor, sin embargo y debido a que los niveles de azúcar son mucho menores en el sudor que en la sangre, las mediciones solían variar dependiendo de la sudoración de la persona y de algunas propiedades de la piel del individuo particular. Como resultado, el equipo determinó que los niveles de glucosa medidos con base en el sudo no reflejan el nivel de azúcar en la sangre.

No obstante, el equipo de Joseph Wang indagó más en el tema con el fin de diseñar un sistema que pudiera recolectar el sudor de la yema del dedo y medir la glucosa pero teniendo en cuenta la variabilidad individual proveniente de diferentes factores.

¿Cómo desarrollaron el sensor que mide la glucosa?

Para desarrollar, el equipo fabricó un sensor táctil de glucosa en el sudor con un hidrogel de alcohol polivinílico en la parte superior de un sensor electroquímico, que se imprimió en una tira de plástico flexible. Al colocar la yema del dedo sobre la superficie del sensor durante 60 segundos el hidrogel absorbió mínimas cantidades de sudor.

Al interior del sensor, la glucosa en el sudor tuvo una reacción enzimática que resultó de una corriente electrónica ligera que fue detectada por un dispositivo de mano.

El equipo también midió los niveles de azúcar en la sangre con un glucómetro convencional y basados en esta medición desarrollaron un algoritmo personalizado que podría traducir la glucosa en el sudor de cada persona en sus niveles de glucosa en la sangre. Al probarlo el algoritmo tuvo un porcentaje de precisión de más del 95% para predecir los niveles de glucosa en la sangre antes y después de comer.

Finalmente, los investigadores resaltan que para calibrar el dispositivo una persona con diabetes solo requeriría un pinchazo en el dedo una o dos veces mensualmente. Pero antes de que el diagnóstico del sudor pueda usarse para controlar la diabetes, se debe realizar un estudio a gran escala.

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