Conversatorios de protección Radiológica de América Latina y el Caribe. Los biochips: el futuro de la medicina en 5 mm.
Invitados: Dr. Miguel Martin, Dr. Rafael Martín
Moderador: CEO Serofca. MsC. Omar Arias
En esta oportunidad en nuestro espacio aprendiendo + conversaremos con los Drs. Miguel y Rafael Martín sobre los “Los biochips: el futuro de la medicina en 5 mm.”
Los biochips son pequeños dispositivos, similares a los microchips de las computadoras, que contienen material biológico como proteínas y ácidos nucleicos, con ellos es posible evaluar moléculas orgánicas de organismos vivos. Como las microcomputadoras que pueden realizar numerosas operaciones matemáticas a gran velocidad, algunos biochips tienen la capacidad de analizar millones de reacciones biológicas en segundos. Su uso promete una amplia variedad de aplicaciones en biología y medicina
Omar Arias toma la palabra para abrir una presentación: muestra algunas imágenes de personajes de películas de ciencia ficción donde se implantan microchip en personas, así también muestra algunas noticias donde empresas planean implantar chip en los empleados. También muestra una lámina en donde se aprecian las diferencia entre un Microchip y un Biochip con la cual le da paso al Dr. Miguel Martin para que comience abordar el tema.
El Dr. Miguel Martin expresa: “Los Biochip son sustratos diseñados que contienen la posibilidad de realizar grandes números de reacciones bioquímicas en forma simultánea, se trabaja a una escala macromolecular, el resultados de estas reacciones produce señales sobre la matriz y el patrón que se genere nos da información a lo que se expuso ese biochip.”
Los Biochip se caracteriza por que tiene un sustrato estable, donde se encuentra la matriz, compuesta por celdas, las cual tiene un conjunto de macromoléculas que actúan como detector, son de dimensiones micrómetricas. Muestra un ejemplo de un biochip de ADN para la detección de células tumorales, a células tumorales y normales, se les extrae el ARN mensajero, este ARN se incorpora al ADN, en este proceso se realiza también un marcaje con elementos fluorescentes que pueden colorearlas de diferentes maneras dependiendo de la longitud de onda a la que vayan estar expuestos, se mezclan las dos muestras y se llevan al biochip y allí ocurre el proceso de hibridizacion, el ARN complementario que va llegando va pasando por los elementos de la matriz y llega un momento que concuerda con el ARN ya depositado y se produce un patrón de colores en el Biochip, esto pasa por un lector con equipos sofisticado que también amerita de un software complejo para su análisis.
Existen Biochip muy sencillos como de dos colores, blanco y negro, hasta los que permiten una gama de degradación de colores. En cada celda se tiene un gen asociado a la patología y genes normales, el Biochip se diseña para que contengan todos aquellos genes que se quieren evaluar. Esta tecnología está siendo usada para hacer estudios genéticos, por ejemplo en cáncer se está usando para saber la tipología del cáncer.
Se pueden hacer evaluaciones masivas a la población y se podrían obtener enormes bases de datos con la información médica, sin embargo para que los Biochip sean usados en humanos es preciso el consentimiento de las personas.
Se abre una pequeña disertación sobre el coronavirus a raíz de todo lo que ya se conoce sobre el tema y concluyen que posiblemente el virus persista como sucede con la gripe común y que se tendrían que incluir vacunas anuales como ya se viene anunciando. El Dr Rafael Martin expresa: “es muy importante mencionar y es algo que se viene estudiando desde hace mucho tiempo, es que el crecimiento de la población trae como consecuencia la probabilidad de aparición de nuevos virus, hay varios ejemplos en la historia que lo demuestran, como es el caso de la peste Bubónica. Por ejemplo un lugar como China con una densidad de población muy grande, es un lugar para que esto ocurra, de hecho los últimos acontecimientos han surgido de China, hasta la pandemia de 1918 surgió en china, aunque fue llamada gripe Española.”
El Dr. Rafael Martin abre una presentación titulada: “Uso de Micro y Nanosistemas en la batalla contra el Covid-19.”
Para lograr diagnósticos con máxima calidad y mínimo tiempo de respuesta para Covid-19 y otras enfermedades virales, tanto en epidemias o pandemias han sido cruciales los avances en: Bilogía Molecular, Química Analítica, Microfluidica, Nanotecnología e instrumentación Biomédica, en cuanto a las pruebas de diagnóstico, se tienen las pruebas de Ácido Nucleico, Tomografías Computarizadas y pruebas Serológicas.
Con lo que respecta al desarrollo de Micro y Nano sistemas en pruebas con Ácido Nucleico muestra un trabajo titulado: “fighting Covid-19 integraded Micro and nanosystems for Viral infection Diagnostics. Matter 3 sep. 2020. Zhen Qin et al.
Muestra una gráfica de concentración del virus y aparición de anticuerpos IgM e IgG en función de los días, desde el día 1 después del contagio hasta el día 28, también muestra un esquema de cómo se realizan las pruebas basada en Acido Nucleicos, PCR, las cuales puede arrojar resultado en unas 4 h.
El sistema diagnostico ideal sería: Completamente integrado, autónomo, producir muchos resultados al mismo tiempo, resultados precisos, resultados en el menor tiempo, tener una plataforma de diagnóstico portable, fácil de operar, independiente de la infraestructura o recursos en la localidad.
La solución podría pensarse en un laboratorio en un Chip, dice el Dr, Rafael Martin que el tema es de tanta relevancia que existe una revista llamada “Lab on a Chip” muestra un artículo de esta revista titulado: “an integrated microfluidic system for rapid detection and multiple subtyping of influenza A viruses by glycan coated magnetic beads and RT-PCR”. 2019. Kao Mai Shen et al. Aquí se aprovechan las propiedades microfluidicas de transporte del fluido.
El Dr. Martin explica el funcionamiento de esta unidad multitarea, la muestra se carga con otros componentes que incluyen nanopartículas magnéticas, luego ocurre un proceso de incubación, luego se remueve el virus con un imán, el cual esta encapsulado con las partículas magnéticas, se continua con un proceso de termólisis donde se liberar los ARN, luego se remueve con un imán de nuevo para quedarse solo con el ARN, se procede a un marcaje y finalmente la etapa de detección con un detector óptico
Como conclusión el “laboratorio en un chip” es posible detectar la presencia de virus bajo condiciones limitantes de pandemia, remplaza todos los procedimientos de captura, purificación, separación, amplificación y detección, lo hace en un tiempo aceptable, en minutos, puede discriminar en función de “subtyping primers” asociados a genes específicos.
Es de esperar un importante desarrollo de estos métodos a muy corto plazo para el Covid-19 y para otras enfermedades virales.
Omar Arias pregunta sobre los sensores biométricos “en qué categoría los podemos enmarcar”
Dr. Miguel Martin responde: “se podría tener un sensor biométrico con un microchip instalado conectado al teléfono móvil, pero no sería lo mismo que un biochip.”
Finalmente se abre una pequeña disertación sobre un posible uso de los Biochip en el área biométrica. En todo caso son ideas, imaginaciones, suposiciones de los invitados sobre la aplicación de los biochip en esta área y sobre el futuro de los datos médicos.
Para apreciar el conversatorio ingresar al siguiente enlace:
