Biocomputadoras implantables
25 Julio, 2008Investigadores de las Universidades de Harvard y Princeton han dado un paso crucial hacia las computadoras biológicas, construyendo diminutos dispositivos implantables, calificables como biocomputadores, que pueden supervisar las actividades y caracterÃsticas de las células humanas. La información proporcionada por estos “doctores moleculares”, construidos completamente de ADN, ARN y proteÃnas, podrÃa revolucionar la medicina del futuro dirigiendo las terapias sólo a las células o tejidos enfermos.
“Cada célula humana ya posee todas las herramientas requeridas para construir por sà misma estas biocomputadoras”, explica Yaakov Benenson, del Centro para la BiologÃa de Sistemas en la Universidad de Harvard. “Todo lo que debe proporcionarse es un plano genético de la máquina, y nuestra propia biologÃa hará el resto. Sus células literalmente construirán estas biocomputadoras para usted“.
Trabajando con ecuaciones de lógica booleana dentro de las células, estos autómatas moleculares lo detectarán todo, desde la presencia de un gen mutado, hasta la actividad de los genes dentro de la célula. Las señales de entrada o “input” de las biocomputadoras son el ARN, y proteÃnas y sustancias quÃmicas presentes en el citoplasma. Las señales de salida u “output” son las moléculas que indican la presencia de señales delatoras, fácilmente discernibles con equipamiento básico de laboratorio.
Hoy dÃa no existen herramientas viables para leer las señales celulares. Asà que estas biocomputadoras pueden ser muy importantes porque son capaces de traducir complejas firmas celulares, como las dejadas por la actividad de múltiples genes, en un “output” fácilmente observable. Incluso pueden programarse para traducir automáticamente en una acción concreta estos datos de salida, por lo que podrÃan ser utilizadas en el etiquetaje de células para su posterior localización con fines analÃticos o terapéuticos, e incluso serÃan capaces de realizar por sà mismas la acción terapéutica.
Benenson y su equipo demuestran en el estudio que las biocomputadoras pueden funcionar en un cultivo de células humanas de riñón. TodavÃa se encuentra en marcha la investigación sobre la capacidad que posee el sistema para monitorizar señales intracelulares tales como mutaciones y niveles anormales de los genes, e interactuar con ellas.
Los cálculos de una biocomputadora, si bien matemáticamente simples, podrÃan permitir a los investigadores construir biosensores, asà como sistemas para aplicación precisa de medicamentos, con el denominador común de ser capaces de distinguir entre tipos o grupos muy especÃficos de células en el cuerpo humano. Los autómatas moleculares podrÃan permitir a los médicos actuar sólo sobre las células cancerosas o enfermas a través de una sofisticada integración con las señales intracelulares de la enfermedad, dejando intactas a las células sanas.
Etiquetas: avance, biocomputadora, genetica, implante, medicina
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