Feedback

El trabajo de liderar un grupo de investigación multidisciplinar exige a
Eduardo Fernández una intensa actividad
Feedback habla con Eduardo Fernández Jover, coordinador del grupo de investigación de Bioingeniería Biomédica y miembro del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández.

Hace ya un año presentaron en el un congreso sobre Inteligencia Artificial en Salamanca un dispositivo, un casco, que permitirá a las personas tetrapléjicas utilizar un ordenador de forma autónoma, pero ya llevan años trabajando para restablecer la función visual y facilitando la rehabilitación de mimebros superiores mediante un robot que monitoriza el proceso fisioterapéutico.


El dispositivo, basado en un equipo de diagnóstico médico, se encuentra actualmente
en fase de optimización para abaratar su coste y simplificar el mantenimiento

Para poder trasladar estos conocimientos a los ususarios cuentan con la ayuda de las asociaciones de afectados que les permiten conocer realmente cuáles son las necesidades de los enfermos, además de la colaboración con empresas como Bidons Egara o Fundación Casa Verde para poder desarrollar los productos en el mercado. Pronto.




Ciencia Infusa en podcast: Splice

Los personajes Clive Nicoli y Elsa Kast representan una versión moderna
de los "señores Frankenstein"

En Splice, experimento mortal (Vincenzo Natali, 2010), Sarah Polley y Adrien Brody trabajan en una empresa biotecnológica combinando el ADN de distintos animales para la producción de proteínas terapéuticas. En el blog de los científicos se pueden observar ciertos aspectos del trabajo que desarrollan en la compañía N.E.R.D. (Nucleic Exchange Research & Development).



Todo el argumento es una mera excusa para producir un "bicho" llamado Dren e interpretado por Delphine Chanéac. De eso, en realidad, va la película. Gracias a la colaboración de Roberto Pascual, investigador del Instituto de Biología Molecular y Celular de la Universidad Miguel Hernández, Feedback analiza los aspectos más científicos del largometraje y se plantea su viabilidad real. Un spoiler que hará que quieras ver la película a pesar, incluso, de que la enzima ligasa M3 que emplean para generar el bicho no existe. La que sí se usa en los laboratorios de Biología Molecular reales es la ligasa T4.

Elsa se comporta con Dren como una "auténtica" madre


La aplicabilidad del conocimiento científico es la premisa principal del grupo
del médico Eduardo Fernández (Elda, 1962)
Restablecer parcialmente la visión de invidentes y facilitar la vida a personas con movilidad reducida son los objetivos principales del grupo de Bioingeniería Biomédica que lidera Eduardo Fernández Jover, investigador del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández (UMH). En abril del año pasado presentaron con gran éxito su más reciente descubrimiento en un congreso sobre Inteligencia Artificial en Salamanca, un dispositivo que capta y amplifica las señales cerebrales. Una de las posibles aplicaciones: navegar por Internet sin mover un solo músculo. Casi un año después, el dispositivo, que todavía no tiene nombre, se encuentra en fase de desarrollo para poder ser aplicado a la vida cotidiana de las personas tetrapléjicas.

El prototipo está basado en un equipo comercial para realizar registros electroencefalográficos en humanos que tiene un elevado coste. “Entendemos que nadie puede asumir gastarse 60.000 euros en este equipo” para ello trabajan en soluciones que puedan abaratarlo hasta unos doscientos o trescientos euros. Una de las estrategias consiste en reducir el número de electrodos que tiene el equipo clínico en que se basa el dispositivo. Éste tiene sesenta y cuatro electrodos, lo cual permite captar una gran cantidad de información, pero no toda ella es necesaria para que el ingenio cumpla con su cometido. Según las observaciones de los investigadores utilizando entre cuatro y siete electros sería suficiente. Esta reducción además de favorecer la reducción del coste ayudaría a la disminución del tamaño, lo cual permitirá que sea portátil y mucho más sencillo y además no será necesario tener un ingeniero supervisando el equipo constantemente.
Fernández enfoca el desarrollo de sus proyectos hacia una aplicabilidad total en la vida cotidiana y trabaja “en un sistema que sea compatible con cualquier ordenador, pero incluso más que eso, queremos que sea completamente autónomo”. Otro de los frentes que atacan para mejorar el prototipo consiste en aumentar la duración de la batería ya que “no es funcional el hecho de que sólo dure veinte minutos y luego esté hasta tres horas inoperativa mientras carga”. De este modo, cualquier persona tetrapléjica podría utilizar cualquier ordenador sin necesidad de que tenga características especiales, esto requiere el desarrollo de software libre que sea compatible con los distintos sistemas operativos.
"Entendemos que nadie puede asumir gastarse 60.000 euros en este equipo"

Sin embargo, y a pesar de los esfuerzos, sólo cuando los afectados se implican directamente en el desarrollo de la tecnología es posible la resolución de problemas que de otro modo los investigadores no son capaces de detectar. “Nos están ayudando a optimizar el sistema avisándonos de problemas tan simples como que algunos electrodos están situados detrás de la cabeza y es difícil colocarlos en esa zona por la ausencia de movilidad o porque incluso la cabeza está muy ladeada”. Otra característica de los potenciales usuarios de estos dispositivos es que suelen tener otros problemas adicionales, como por ejemplo deficiencias en la movilidad de la musculatura torácica. “Estas personas requieren de la asistencia de un respirador que induce ruido eléctrico detectable por nuestros amplificadores y por tanto susceptible de interferir con el dispositivo. Intentamos solucionar los problemas que se plantean en la vida real”.
El mismo fenómeno ocurre en el caso de personas con deficiencias visuales, que intentan llevar una vida lo más independiente posible, e incluso vivir solos. “Cuando tienen que poner una lavadora saben que la ropa está limpia porque huele bien, pero les preocupa que no se puedan dar cuenta de si las manchas han saltado o no de la prenda. Ese tipo de cosas no se nos pasan a nosotros por la cabeza”.

La presentación del casco en 2010 supuso un gran impacto mediático
Existen casos de enfermedades degenerativas del ojo, como la retinosis pigmentaria. En estos casos “no es posible colocar prótesis a nivel del globo ocular ni del nervio óptico porque éste se encuentra muy dañado, por ello en estos casos la idea es mandar directamente la información del ojo a la zona de la corteza cerebral que procesa la información visual”. Se están realizando con éxito ensayos clínicos en los que a pacientes neuroquirúrgicos del Servicio de Cirugía del Hospital General de Alicante se les pide permiso para implantar y probar estos dispositivos durante un corto espacio de tiempo justo antes de que les extirpen la zona cerebral lesionada. Estos estudios, aunque de corta duración “permiten validar nuestros procedimientos”. Después, el cirujano prosigue el acto quirúrgico con normalidad y el riesgo de complicaciones es mínimo “porque el tiempo de la intervención aumenta, como mucho diez minutos”.
Para ello cuentan con la colaboración de entidades como ONCE o la empresa Bidons Egara,  patrocinadora de la cátedra del mismo nombre que dirige el propio Eduardo Fernández. Pero existen otras empresas que también colaboran con el grupo de Bioingeniería Biomédica, que se encuentra en un momento de proyección hacia el mundo empresarial mediante la colaboración de la Fundación Quorum de la UMH y los recursos de grupos en red que ofrecen entidades como el Instituto de Salud Carlos III. “Estamos en un mal momento económico, pero desgraciadamente las enfermedades y los problemas médicos van por su cuenta y están ahí. Por eso hay que seguir trabajando y buscando recursos”.
"Hasta hace relativamente poco pensábamos que las neuronas eran la parte "noble" del cerebro"

Otro de los proyectos principales del grupo consiste en el desarrollo de un robot para la rehabilitación de miembros superiores gracias a la colaboración de la Fundación Casa Verde. “Está orientado fundamentalmente hacia pacientes con daño cerebral sobrevenido, por ejemplo, una persona que tiene un accidente el fin de semana y se queda parapléjico o con algún otra dificultad motora que precisa de una rehabilitación intensiva”. Este sistema emula los movimientos de un fisioterapeuta y además, por la presencia de un gran número de sensores permite objetivizar y cuantificar el progreso del paciente. Este sistema colabora con la labor del fisioterapeuta pero no lo sustituye. “La idea es optimizarlo para cada persona, adaptándose a las características de su proceso de rehabilitación. Este sistema aprenderá en tiempo real, puesto que en distintas fases requerirá que se faciliten los movimientos de los miembros o bien que ofrezca resistencia para que se ejerciten los músculos”. El siguiente paso es la aprobación de los Comités de Ética e Investigación de los centros sanitarios para la realización de ensayos clínicos en pacientes reales que permitan optimizar los últimos detalles y poder evaluar qué sujetos pueden obtener mayores beneficios con el robot.
Si el conocimiento avanza al ritmo esperado la utilización de dispositivos electrónicos permitirá en el futuro ayudar al hombre a recuperar la funcionalidad perdida en una especie de utopía Cyborg. La cuestión que se plantea es si podría ocurrir un proceso inverso en el que los robots serían capaces de tener sentimientos. “A pesar de los avances el funcionamiento del cerebro todavía no son suficientes, de hecho, hasta hace relativamente poco pensábamos que las neuronas eran la parte “noble” del cerebro, mientras que ahora sabemos las células gliales, cuyo número es mayor, también participan en la transmisión sináptica” El principal problema que encuentran es que “no sabemos muy bien ni cómo sentimos nosotros”.

Ciencia Infusa en podcast: Repo! The Genetic Opera

Miguel Saceda y Manuel Sánchez dan su visión de distintos aspectos científicos presentes en la Repo! The Genetic Opera

Dos profesores universitarios, una película y pocas ganas de estudiar. Esto es Ciencia Infusa en Feedback:

  • Miguel Saceda Sánchez, experto en Biología Molecular, profesor de la Universidad Miguel Hernández e investigador del Fondo de Investigación Sanitario.
  • Las ganas de aprender y el poco tiempo para estudiar ya lo pone cada uno (yo la primera). 

Células madre, órganos artificiales y mucho más en esta charla con los expertos a quienes desde aquí les agradezco su colaboración.





¿Por qué no nos pasamos al hidrógeno?

El profesor Velásquez trabaja en el desarrollo de membranas para pilas de combustible de hidrógeno


Desde que abrimos los ojos y alargamos el brazo para encender el interruptor de la luz no hacemos otra cosa que consumir energía. En este caso no me refiero al consumo de moléculas de ATP por parte de nuestras células para levantar los párpados o mover nuestra estructura ósea, sino a aquello que enciende la bombilla o mueve nuestro medio de transporte para acudir a nuestras obligaciones.

Cada vez necesitamos más energía y cada vez resulta más escasa y más gravosa para nuestros bolsillos. La cuestión es si realmente existen alternativas al sistema energético actual, que en realidad ha cambiado bastante poco desde las primeras décadas del siglo XX.


Una de las alternativas a los combustibles fósiles y a la generación de energía eléctrica mediante centrales nucleares o presas hidráulicas lo constituye la pila de combustible de hidrógeno. Gracias a la ayuda de Pablo Andrés Velásquez Castillo, profesor del departamento de Ciencia de los Materiales, Óptica y Tecnología Electrónica, Feedback intentará comprender cómo funciona esta tecnología y porqué no se ha instaurado todavía si desde hace casi veinte años que se está desarrollando y mostrando como primer suplente en el juego energético. Como en cualquier partido de cualquier deporte, los árbitros no suelen beneficiar a todos.

Recuerda: Feedback de 2010

Le recordarán de programas como Y si no, nos enfadamos. Se llama Roberto Pascual y además de un gran comunicador se dedica a la investigación. Gracias a él Feedback hizo un repaso científico al año 2010 y pudimos recordar.

 
Premios Nobel,  IgNobel y muchas cosas más en este podcast que podemos escuhar con la perspectiva que nos da el 2011 ya en sazón y en el que ya han pasado "demasiadas cosas".



Recuerda.


Ciencia Infusa: Repo! The Genetic Opera

Repo! The Genetic Opera (Darren Lynn Boussman, 2008) Estados Unidos

El propietario de la empresa GeneCo tiene poder para influir en la aprobación de leyes.
Experiencia gore-gótico-musical que muestra cómo podrían ser nuestras vidas en el año 2056. Este largometraje está basado en la “mini-ópera” The Necromerchant's Debt, escrita, compuesta y estrenada por Darren Smith y Terrance Zdunich dos años antes. Si se obvia el escaso mimo que puso Darren Lynn Bousman (director de Saw II, Saw III y Saw IV) en muchas de las escenas y algunos fallos de ritmo y de guión, Repo! The Genetic Opera constituye además de un entretenido musical, un inventario de cuestiones que nos afectan en lo más profundo.
Tras una gran mortandad (cuya causa no se indica), una empresa de biotecnología, GeneCo, obtiene el monopolio de todos los estamentos tras encontrar la cura frente al terrible mal. A partir de entonces y merced a los avances científicos de GeneCo, la salud y el cuerpo de los ciudadanos comienzan a ser un bien de consumo que los pacientes/clientes deben comprar a plazos. Como ocurre en la vida real con los préstamos hipotecarios de las viviendas, deben responder con el bien cuya financiación ha sido requerida: sus órganos.
Según el ritmo al que se ha avanzado en los últimos 15 años, se estima que dentro de 10 años se podrán fabricar órganos reparados a partir de células madre. Un equipo de cardiólogos del Hospital Gregorio Marañón de Madrid colabora con la Universidad de Minessota en la generación de un corazón con las células madre adultas del propio paciente a partir del órgano de un cadáver del cual se eliminan las células del donante excepto la matriz extracelular, es decir, su base estructural, incluidos los vasos sanguíneos. Este procedimiento se ha probado con éxito en corazones de rata, pero los grupos de investigación implicados calculan que en 5-10 años esta técnica se podría practicar con humanos, y por lo tanto, implantarse en la práctica clínica obteniéndose las siguientes mejoras: los órganos descelularizados, lo que los investigadores denominan matrices, se podrían mantener durante meses refrigerados en un banco de tejidos (actualmente un órgano fuera del cuerpo del donante se conserva apto para el transplante durante unas horas) y además se evitaría el rechazo del receptor del órgano, aumentando el éxito del transplante y evitando la administración de inmunosupresores que complican el postoperatorio y la calidad de vida del paciente.
Repo! The Genetic Opera no profundiza en la base científica de los avances que permiten la regeneración de casi cualquier órgano: ojos, rostro, espina dorsal… pero le da gran protagonismo a la cirugía plástica como instrumento de control que ejerce sobre la población Rotti Largo, el dueño de GeneCo (Paul Sorvino). Mediante la instauración de los retoques estéticos como casi una religión, los ciudadanos no acudirán sólo a GeneCo en caso de necesidad sanitaria. Acudirán todos.

Ya se han realizado con éxito más de 30 regeneraciones de mamas a partir de células de tejido adiposo en pacientes que han sufrido mastectomía a consecuencia del cáncer. En octubre del año pasado se realizó la primera en la clínica Palmaplanas de Palma de Mallorca. En la película El Club de la Lucha el protagonista fabricaba jabón con la grasa de las liposucciones que se desechaban el las clínicas de cirugía estética. Ahora se pueden sintetizar órganos. Y enmendar las disfunciones eréctiles.

Tipos de células que se pueden generar a partir de adipocitos aislados de tejido graso.
Los avances en el conocimiento de los mecanismos que permiten que una célula indiferenciada, como las presentes en un embrión en estado de blastocisto (4-5 días post-fecundación), se especialice en los distintos órganos que constituyen un ser vivo completo están revolucionando la medicina, y también planteando problemas éticos y soliviantando las mentes más apocalípticas y calenturientas al respecto. El dilema ético eclosionó cuando el grupo de investigación de James Thomson publicó en 1998 un trabajo en el que se anunciaba la generación de líneas celulares estables a partir de embriones humanos, algo que hasta el momento sólo se había conseguido en ratones. En aquel momento, en España la legislación no permitía la utilización de embriones humanos excedentes de los procedimientos de fecundación in vitro que llevasen más de cinco años criopreservados y que ya no se iban a implantar en la pareja parental. Sólo algunas Comunidades Autónomas revisaron la legislación. Las células de estos embriones son pluripotenciales, por lo tanto, mediante la utilización de las técnicas adecuadas se podría generar cualquier órgano. La experimentación en estos embriones produjo entonces un duro debate público y diversas migraciones científicas para poder llevar a cabo las investigaciones dentro de la legalidad.
Las posibilidades de una célula para regenerar nuevos tejidos dependen se su grado de especialización. Las células madre adultas sólo pueden generar un número limitado de tejidos, pero con los avances actuales en el laboratorio se podrán prácticamente todos los tejidos.
La controversia en el ámbito científico se vio poco a poco amortiguada por dos circunstancias: la aparición de teratocarcinomas cuando se utilizaban las células embrionarias en animales de experimentación, y por otro lado, la constatación de que se podían obtener células multipotenciales de células adultas (Jiang et al., 2002). Las células madre adultas son específicas de cada tejido y se localizan en una región concreta de cada uno de ellos. Mientras que las células especializadas realizan un número muy limitado de duplicaciones, las células madre adultas se mantienen la propiedad de duplicarse indefinidamente, pero dando lugar a los tejidos correspondientes al órgano que ocupan, y siempre de forma controlada.
Sin abandonar el estudio con embriones, puesto que supone un modelo suplementario para conocer los mecanismos de diferenciación de los tejidos, y por lo tanto, de reprogramación, actualmente, las investigaciones en este campo se centran en la generación de las denominadas iPSCs (del inglés induced Pluripotent Stem Cells). Mediante diversas técnicas que incluyen la inducción de la expresión de factores de transcripción embrionarios (proteínas que regulan la expresión génica que se ejecutan su función en dicho estadio), se consigue que  las células madre adultas sean pluripotenciales en vez de multipotenciales y, por tanto, permitan regenerar cualquier tejido. Sin embargo, con el desarrolo de esta nueva estrategia ya ha comenzado la detección de los primeros inconvenientes.

Otra controversia que la generalización del estudio de las células madre adultas ha sofocado es la congelación de material biológico de recién nacidos. Las células sanguíneas procedentes del cordón umbilical conservan su cualidad de ser pluripotenciales y podrían utilizarse en un futuro para regenerar órganos del recién nacido si la ciencia hubiese avanzado lo suficiente en el momento en que el neonato lo necesitara. Se planteó la creación de bancos de células procedentes de cordón umbilical gestionados con dinero público y muchas parejas adineradas (o no) recurrieron a los servicios de empresas privadas para que preservaran en nitrógeno líquido las valiosas células de sus retoños. Ahora esta temática no está en la agenda  periodística, aunque sí existen bancos públicos de cordón umbilical públicos en siete ciudades españolas. Las células en estos casos no se utilizarán exclusivamente con el retoño donante, sino con cualquier paciente que lo necesite. Los padres que deseen que las células embrionarias de sus pequeños sean sólo para ellos deberán mandarlas a un banco de gestión privada que, además, conservará en el extranjero el material biológico, puesto que este uso exclusivo no está permitido por la legislación española.

Grandes esperanzas, problemas éticos y mecanismos de control de la población es lo que plantea la utilización de las nuevas tecnologías biomédicas. En Repo! The Genetic Opera se representa el peor de los escenarios de la aplicación de estas tecnologías, acompañadas por la banalización del propio cuerpo y de la vida: si no pagas tus órganos viene un Repo, te lo arranca y te mata. En este oscuro y negativo vodevil sólo se salvan moralmente la joven Shilo (Alexa Vega), su amantísimo padre (Anthony Head) cuando no ejerce de Repo y la cantante lírica Blind Mag (Sarah Brightman) capaz de renunciar a su propia vida para no seguir siendo esclava de quien un día le dio sus ojos.



Sarah Brightman as Blind Mag - Chromaggia