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Tecnología Médica
Diminutas Biocomputadoras
Implantables
26 de
Junio de 2007.
 Investigadores
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 características de las células humanas. La información
proporcionada por estos "doctores moleculares", construidos
completamente de ADN, ARN y proteínas, podría 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 sí misma estas biocomputadoras", explica Yaakov "Kobi"
Benenson, del Centro para la Biología de Sistemas en la Universidad de
Harvard. "Todo lo que debe proporcionarse es un plano genético de la
máquina, y nuestra propia biología 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
proteínas y sustancias químicas 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 día no existen herramientas viables para leer las señales celulares.
Así 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 podrían ser utilizadas en el
etiquetaje de células para su posterior localización con fines
analíticos o terapéuticos, e incluso serían capaces de realizar por sí
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. Todavía 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.
Benenson y sus colegas, entre quienes figura Ron Weiss, profesor de
ingeniería electrónica de la Universidad de Princeton, también han
desarrollado un esquema conceptual por medio del cual pueden
representarse lógicamente varios fenotipos.
Los cálculos de una biocomputadora, si bien matemáticamente simples,
podrían permitir a los investigadores construir biosensores, así como
sistemas para aplicación precisa de medicamentos, con el denominador
común de ser capaces de distinguir entre tipos o grupos muy específicos
de células en el cuerpo humano. Los autómatas moleculares podrían
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.
Benenson y Weiss han estado trabajando en colaboración con Keller
Rinaudo, Leonidas Bleris, Rohan Maddamsetti y Sairam Subramanian.
Información adicional en:
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