IMÁGENES DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE CÉLULAS LÍQUIDAS EN 3D

La microscopía electrónica reveló un mundo que existe a escalas más pequeñas que la longitud de onda de la luz. Los avances en este campo han permitido a los científicos visualizar cada vez más objetos y procesos, pero en realidad ver células vivas en 3D y dentro de un entorno líquido ha sido imposible.

Un equipo de investigadores de la Universidad Penn State, ubicada en Filadelfia, Pensilvania, EE.UU., Virginia Tech y una compañía llamada Protochips, han desarrollado un sistema que permite utilizar un microscopio electrónico para visualizar volumétricamente las células vivas y los sistemas biológicos que existen en un líquido.

"Con esta tecnología que desarrollamos en colaboración con Protochips, los científicos podrían analizar las interacciones huésped-patógeno, ver cómo se introduce un virus en una célula y observar cómo se producen los mecanismos moleculares en tiempo real", dijo Deborah Kelly, profesora de ingeniería biomédica en Penn State. y el investigador principal del estudio que aparece en Nano Letters. "El trabajo representa la primera tomografía computarizada a nanoescala del mundo en un entorno líquido".

Usando el nuevo sistema, el equipo pudo ver cómo interactúan un virus y las bacterias que infecta en su entorno típico. El estudio inicial ya ha proporcionado algunas nuevas ideas sobre el funcionamiento del virus bacteriófago, lo que podría conducir a nuevas técnicas para atacar las cepas bacterianas resistentes a los antibióticos.

Anteriormente, la microscopía electrónica de células líquidas solo permitía imágenes 2D, pero el nuevo enfoque crea cortes de imágenes que se juntan y se procesan usando una computadora. "Utilizamos una rejilla de cobre recubierta con una capa de carbono y la cubrimos con un chip de nitruro de silicio", agregó el autor principal William Dearnaley. "Hay una ventana en el chip y pipeteamos la muestra de líquido entre las dos capas".

Gracias a su diseño universal, el nuevo dispositivo funciona con casi cualquier microscopio electrónico y puede adaptarse para obtener imágenes de una variedad de objetivos. Los investigadores esperan que pronto puedan ver cómo las moléculas del fármaco ingresan y atacan las células cancerosas, potencialmente utilizando este conocimiento para diseñar rápidamente nuevos fármacos. MH

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TRANSPORTACIÓN DE MEDICAMENTOS A TRAVÉS DE BARRERA HEMATOENCEFÁLICA

La mayoría de las drogas, materiales genéticos y otros agentes terapéuticos son muy difíciles de usar dentro del cerebro debido a la barrera hematoencefálica. Ha habido intentos de usar ultrasonido y microburbujas para crear pasajes temporales a través de la barrera, incluso como una posible terapia para la enfermedad de Alzheimer, pero este enfoque no es fácil ni ideal.

Investigadores de la Universidad de Newcastle en el Reino Unido han usado un péptido (cadena de aminoácidos) para crear nanopartículas cargadas de drogas, aproximadamente del tamaño de virus, que pueden atravesar de manera autónoma la barrera hematoencefálica. Las nuevas partículas pueden cargarse con terapias basadas en ácidos nucleicos, del tipo que ya están en desarrollo, así como medicamentos, péptidos, agentes de imagen y otros compuestos. Las nuevas nanopartículas no sólo atraviesan la barrera hematoencefálica, sino que también pueden proteger su carga, que de otro modo no podría sobrevivir al viaje al tejido objetivo.

Para fabricar las nuevas nanopartículas, el equipo de Newcastle utilizó un componente peptídico de un virus que puede ingresar al cerebro, llamado bacteriófago filamentoso fd. Lo cambiaron ligeramente para satisfacer sus necesidades y, al agregarle agua, pudieron formar sus nanopartículas. Al probarlos en ratones, demostraron que las nanopartículas atravesaron con éxito la barrera hematoencefálica y pudieron acercarse a las células neuronales y de microglia en el cerebro. Las pruebas iniciales no mostraron toxicidad obvia, por lo que existe la esperanza de que las nuevas partículas pronto ayuden a administrar nuevas terapias para los trastornos cerebrales. MH

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DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO PARA DIAGNÓSTICO RÁPIDO DE ENFERMEDAD DE LYME

Investigadores de la Universidad de Columbia en el Estado de Nueva York, EE. UU. han desarrollado un dispositivo microfluídico que puede diagnosticar la enfermedad de Lyme en tan sólo 15 minutos. El dispositivo es particularmente preciso para identificar biomarcadores de anticuerpos que están presentes durante la etapa inicial de la enfermedad de Lyme, lo que aumenta la esperanza de que pueda ser útil para detectar casos de infección temprana en el consultorio de un médico, lo que lleva a un tratamiento oportuno.

La enfermedad de Lyme, que se transmite por garrapatas infectadas, es increíblemente común, y si no se trata, puede provocar síntomas neurológicos y cardíacos graves. La enfermedad es difícil de detectar, ya que muchos de los primeros síntomas son similares a los que se encuentran con otras afecciones.

El diagnóstico y el tratamiento temprano de la enfermedad es importante para lograr buenos resultados para el paciente, pero las pruebas de diagnóstico actuales requieren tanto un ELISA como una transferencia Western, que son engorrosos, requieren un tiempo para realizarse y requieren especialistas de laboratorio capacitados. Además, la precisión de estas pruebas para identificar los primeros casos de enfermedad de Lyme es bastante pobre.

"Nuestros hallazgos son los primeros en demostrar que el diagnóstico de la enfermedad de Lyme se puede llevar a cabo en un formato microfluídico que puede proporcionar resultados cuantitativos rápidos", dijo Sam Sia, investigador involucrado en el estudio. "Esto significa que nuestra prueba podría usarse fácilmente directamente en el consultorio de un médico, evitando tener que enviar las muestras a un laboratorio que necesita al menos un par de horas, si no días, para obtener los resultados de la prueba". MH

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TERAPIA DE LUZ PARA TRATAR ENVENENAMIENTO POR MONÓXIDO DE CARBONO

El monóxido de carbono (CO) es una de las sustancias más comunes por las cuales las personas son envenenadas. No tiene olor y es invisible a simple vista, pero puede causar graves daños a los tejidos y provocar la muerte. Los pacientes que ya han sufrido un daño pulmonar significativo debido a la inhalación de CO con demasiada frecuencia no responden lo suficiente al oxígeno puro. Investigadores del Hospital General de Massachusetts, EE. UU. han demostrado que un nuevo dispositivo que trata la sangre del paciente con luz visible funciona mejor que la terapia de oxígeno estándar de atención.

La investigación, hasta ahora realizada en ratones de laboratorio, utiliza un oxigenador de membrana extracorpórea para hacer brillar la luz a través de la sangre extraída y devuelta a los animales. Se sabe desde hace más de un siglo que la luz puede romper el enlace de CO, eliminando efectivamente la molécula mientras deja el oxígeno intacto, pero sólo ahora este fenómeno finalmente se ha utilizado en la práctica. Los ratones tratados mostraron niveles mucho más altos de eliminación de CO en comparación con un grupo de control, y aquellos con daño pulmonar sobrevivieron en mayor número.

“Cuando la intoxicación por CO se asocia con una lesión pulmonar, el tratamiento actual con oxígeno puro es ineficaz y, a veces, incluso peligroso. Si el desarrollo de nuestra tecnología para animales y humanos más grandes es exitoso, esto puede representar un tratamiento alternativo único para individuos envenenados con CO con lesión pulmonar concurrente ”, dijo el primer autor del estudio, Luca Zazzeron, MD, investigador clínico en anestesia en MGH. MH

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SENSORES DE SUDOR AYUDAN A PREDECIR ARREBATOS EN NIÑOS AUTISTAS

Los niños con autismo pueden volverse rebeldes y agresivos, a menudo sin advertencias para quienes los rodean. Tales arrebatos también pueden ser emocionalmente difíciles para la familia y los cuidadores, no sólo para los niños, y planificar eventos e ir a lugares públicos es un gran desafío. Tener un poco de advertencia sobre el empeoramiento del estado mental de un niño autista puede ayudar a mitigar e incluso prevenir arrebatos.

Usando el monitor de muñeca Q-Sensor de Affectiva, una compañía con sede en Cambridge, Massachusetts, EE. UU. los investigadores de la Universidad de Missouri han podido identificar niveles elevados de actividad electrodérmica como un indicador bastante bueno de conductas de empeoramiento en niños autistas.

En el estudio participaron ocho niños con casos graves de trastorno del espectro autista que usaron los sensores Q en sus muñecas o tobillos, dependiendo de la cooperación. Fueron monitoreados y su comportamiento analizado y clasificado en términos de la gravedad de los arrebatos.

Se descubrió que la mayor actividad electrodérmica de los niños, que es indicativa de un aumento en los niveles de sudor, estaba presente el 60% del tiempo antes de los malos casos de comportamiento. "Un aumento en la actividad electrodérmica nos dice que el cuerpo del individuo está reaccionando fisiológicamente a algo estresante, que podría ser su estado interno, algo en el ambiente o una combinación de ambos", dijo Bradley Ferguson, el investigador principal de El estudio aparece en la revista Frontiers in Psychiatry. "Si se notifica a los padres o cuidadores con anticipación que los niveles de estrés de sus hijos están aumentando, podrían tener la oportunidad de intervenir y reducir la situación antes de que ocurran conductas problemáticas".

Investigaciones similares fueron realizadas recientemente por la Northeastern University, en Boston, Massachusetts, EE. UU. que incluyó algunos parámetros más, incluidos la frecuencia cardíaca y el movimiento corporal. Usando un algoritmo predictivo, el equipo de Northeastern logró una precisión del 84% en la predicción de arrebatos. Ambos estudios involucraron a menos de dos docenas de personas, por lo que será necesaria más investigación. Sin embargo, pronto podremos ver a niños autistas usando relojes inteligentes que realmente funcionan para ayudar a sus padres a controlar sus malos comportamientos. MH

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NUEVO MICROESTIMULADOR INTERSTIM TINY DE MEDTRONIC

Medtronic ha solicitado la aprobación de la FDA para su neuroestimulador InterStim Micro y los cables de MRI InterStim SureScan que lo acompañan. El dispositivo recargable ofrece terapia de neuromodulación sacra para tratar afecciones como vejiga hiperactiva, incontinencia fecal, retención urinaria sin obstrucciones e incontinencia de urgencia urinaria. Junto con el InterStim Micro, los nuevos cables permiten a los pacientes con el sistema implantado recibir escáneres de resonancia magnética de forma segura, con ciertas precauciones.

La estimulación sacra implica señales de modulación que pasan entre el cerebro, el intestino y la vejiga, mejorando el rendimiento de los músculos subyacentes. Debido a que el nuevo implante es 80% más pequeño que el disponible actualmente, y sin recarga, InterStim II, el InterStim Micro es más cómodo de usar. También debería funcionar durante 15 años sin necesidad de cirugía de reemplazo.

"La presentación de la FDA para los cables InterStim Micro y SureScan MRI es un hito importante para Medtronic y un salto adelante en nuestra historia de 20 años de liderazgo en neuromodulación sacra", dijo Brooke Story, vicepresidente y gerente general de Pelvic Negocio de salud y terapias gástricas en Medtronic. "Nuestro objetivo final es proporcionar tratamientos seguros y efectivos a los pacientes afectados por disfunción de la vejiga y el intestino, y asegurarnos de que tengan la opción de elegir la terapia más adecuada para su situación única". MH

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