Tiros ben apuntados na enfermidade

Buscamos unha cura e unha vacina eficaces para o coronavirus e a súa infección. Polo momento, non dispoñemos de medicamentos de eficacia comprobada. Porén, hai outra forma de loitar contra as enfermidades, máis relacionada co mundo da tecnoloxía que coa bioloxía e a medicina...

En 1998, é dicir. nun momento en que un explorador americano, Kevin Tracy (1), realizou os seus experimentos con ratas, non se viu ningunha conexión entre o nervio vago e o sistema inmunitario do corpo. Tal combinación considerábase case imposible.

Pero Tracy estaba segura da existencia. Conectou un estimulador de impulsos eléctrico de man ao nervio do animal e tratouno con "disparos" repetidos. Despois deulle á rata TNF (factor de necrose tumoral), unha proteína asociada á inflamación tanto en animais como en humanos. Suponse que o animal se inflamaba agudamente nunha hora, pero ao examinalo descubriuse que o TNF estaba bloqueado nun 75%.

Resultou que o sistema nervioso actuou como un terminal informático, co que se pode previr a infección antes de que comece ou deter o seu desenvolvemento.

Os impulsos eléctricos programados correctamente que afectan ao sistema nervioso poden substituír os efectos de medicamentos caros que non son indiferentes á saúde do paciente.

Control remoto do corpo

Este descubrimento abriu unha nova rama chamada bioelectrónica, que busca cada vez máis solucións técnicas en miniatura para estimular o corpo para evocar respostas coidadosamente planificadas. A técnica aínda está na súa infancia. Ademais, hai serias preocupacións sobre a seguridade dos circuítos electrónicos. Non obstante, en comparación cos produtos farmacéuticos, ten enormes vantaxes.

En maio de 2014, Tracy díxoo ao New York Times as tecnoloxías bioelectrónicas poden substituír con éxito á industria farmacéutica e repetiuno moitas veces nos últimos anos.

A empresa que fundou, SetPoint Medical (2), aplicou por primeira vez a nova terapia a un grupo de doce voluntarios de Bosnia e Hercegovina hai dous anos. Implantáronselle no pescozo pequenos estimuladores do nervio vago que emiten sinais eléctricos. En oito persoas, a proba tivo éxito: a dor aguda diminuíu, o nivel de proteínas proinflamatorias volveu á normalidade e, o máis importante, o novo método non causou efectos secundarios graves. Reduciu o nivel de TNF nun 80%, sen eliminalo por completo, como é o caso da farmacoterapia.

2. Chip bioelectrónico SetPoint Medical

Despois de anos de investigación de laboratorio, en 2011 SetPoint Medical, na que investiu a compañía farmacéutica GlaxoSmithKline, iniciou os ensaios clínicos de implantes nerviosos para combater enfermidades. Dous terzos dos pacientes do estudo que tiñan implantes de máis de 19 cm no pescozo conectados ao nervio vago experimentaron unha mellora, unha dor reducida e unha inflamación. Os científicos din que isto é só o comezo e que teñen plans para tratalos estimulando eléctricamente outras enfermidades como asma, diabetes, epilepsia, infertilidade, obesidade e mesmo cancro. Por suposto, tamén infeccións como o COVID-XNUMX.

Como concepto, a bioelectrónica é sinxela. En resumo, transmite sinais ao sistema nervioso que lle indican ao corpo que se recupere.

Porén, coma sempre, o problema radica nos detalles, como a correcta interpretación e tradución da linguaxe eléctrica do sistema nervioso. A seguridade é outra cuestión. Despois de todo, estamos a falar de dispositivos electrónicos conectados sen fíos a unha rede (3), o que significa -.

Mentres fala Anand Raghunathan, profesor de enxeñería eléctrica e informática na Universidade de Purdue, a bioelectrónica "dáme o control remoto do corpo de alguén". Esta é tamén unha proba seria. miniaturización, incluíndo métodos para conectarse de forma eficiente a redes de neuronas que permitirían obter cantidades adecuadas de datos.

Fonte 3Implantes cerebrais que se comunican sen fíos

Non se debe confundir coa bioelectrónica biocibernética (é dicir, a cibernética biolóxica), nin coa biónica (que xurdiu da biocibernética). Estas son disciplinas científicas separadas. O seu denominador común é a referencia ao coñecemento biolóxico e técnico.

Polémica sobre os bos virus activados ópticamente

Hoxe, os científicos están a crear implantes que poden comunicarse directamente co sistema nervioso nun intento de combater diversos problemas de saúde, desde o cancro ata o resfriado común.

Se os investigadores tivesen éxito e se xeneralizara a bioelectrónica, millóns de persoas poderían algún día camiñar con ordenadores conectados ao seu sistema nervioso.

No ámbito dos soños, pero non do todo irreais, existen, por exemplo, sistemas de alerta temperá que, mediante sinais eléctricos, detectan ao instante a "visita" dun coronavirus deste tipo no corpo e dirixan armas (farmacolóxicas ou incluso nanoelectrónicas) sobre el. . agresor ata atacar todo o sistema.

Os investigadores están loitando por atopar un método que comprenda os sinais de centos de miles de neuronas ao mesmo tempo. Rexistro e análise precisos imprescindibles para a bioelectrónicapara que os científicos poidan identificar inconsistencias entre os sinais neuronais básicos en persoas sans e os sinais producidos por unha persoa cunha determinada enfermidade.

O enfoque tradicional para rexistrar sinais neuronais é usar sondas pequenas con electrodos no seu interior, chamado. Un investigador do cancro de próstata, por exemplo, pode unir pinzas a un nervio asociado á próstata nun rato san e rexistrar a actividade. O mesmo podería facerse cunha criatura cuxa próstata foi modificada xeneticamente para producir tumores malignos. Comparar os datos brutos de ambos os métodos permitiranos determinar o que son diferentes os sinais nerviosos en ratos con cancro. En base a tales datos, un sinal corrector podería á súa vez programarse nun dispositivo bioelectrónico para o tratamento do cancro.

Pero teñen desvantaxes. Só poden seleccionar unha cela á vez, polo que non recollen datos suficientes para ver o panorama xeral. Mentres fala Adam E. Cohen, profesor de química e física en Harvard, "é como tentar ver ópera a través dunha palla".

Cohen, un experto nun campo en crecemento chamado optoxenética, cre que pode superar as limitacións dos parches externos. A súa investigación tenta utilizar a optoxenética para descifrar a linguaxe neuronal da enfermidade. O problema é que a actividade neuronal non provén das voces de neuronas individuais, senón de toda unha orquestra delas que actúan entre si. Ver un por un non che proporciona unha visión holística.

A optoxenética comezou nos anos 90 cando os científicos sabían que as proteínas chamadas opsinas das bacterias e das algas xeran electricidade cando se exponen á luz. A optoxenética utiliza este mecanismo.

Os xenes da opsina insírense no ADN dun virus inofensivo, que despois se inxecta no cerebro ou nervio periférico do suxeito. Ao cambiar a secuencia xenética do virus, os investigadores apuntan a neuronas específicas, como as responsables de sentir frío ou dor, ou áreas do cerebro que se sabe que son responsables de determinadas accións ou comportamentos.

Despois, insírese unha fibra óptica a través da pel ou do cranio, que transmite a luz desde a súa punta ata o lugar onde se atopa o virus. A luz da fibra óptica activa a opsina, que á súa vez conduce unha carga eléctrica que fai que a neurona se "ilumine" (4). Así, os científicos poden controlar as reaccións do corpo dos ratos, provocando sono e agresións por orde.

4. Neurona controlada pola luz

Pero antes de usar opsinas e optoxenética para activar as neuronas implicadas en certas enfermidades, os científicos precisan determinar non só cales son as neuronas responsables da enfermidade, senón tamén como interactúa a enfermidade co sistema nervioso.

Como as computadoras, as neuronas falan linguaxe binaria, cun dicionario en función de se o seu sinal está activado ou desactivado. A orde, os intervalos de tempo e a intensidade destes cambios determinan a forma en que se transmite a información. Non obstante, se se pode considerar que unha enfermidade fala a súa propia lingua, é necesario un intérprete.

Cohen e os seus colegas consideraron que a optoxenética podería manexalo. Así que desenvolveron o proceso á inversa: en lugar de usar a luz para activar as neuronas, usan a luz para rexistrar a súa actividade.

As opsinas poderían ser unha forma de tratar todo tipo de enfermidades, pero probablemente os científicos teñan que desenvolver dispositivos bioelectrónicos que non os utilicen. O uso de virus modificados xeneticamente será inaceptable para as autoridades e a sociedade. Ademais, o método da opsina baséase na terapia xénica, que aínda non acadou un éxito convincente nos ensaios clínicos, é moi caro e parece conllevar serios riscos para a saúde.

Cohen menciona dúas alternativas. Unha delas está asociada a moléculas que se comportan como opsinas. O segundo usa o ARN para converterse nunha proteína semellante á opsina porque non cambia o ADN, polo que non hai riscos de terapia xénica. Aínda así o principal problema proporcionando luz na zona. Existen deseños para implantes cerebrais con láser incorporado, pero Cohen, por exemplo, considera máis apropiado utilizar fontes de luz externas.

A longo prazo, a bioelectrónica (5) promete unha solución integral a todos os problemas de saúde aos que se enfronta a humanidade. Esta é unha zona moi experimental neste momento.

Non obstante, é innegable que é moi interesante.