Foto original: Keoni Cabral

Este es un pequeño paso para el hombre y un gran paso para los cyborgs. 

Siempre que me enteró de estos avances científicos no puedo evitar sentir algo de emoción al tiempo que un ligero escalofrío me recorre la espina dorsal. Tal vez estoy demasiado influenciado por las novelas y películas de sci-fi que he visto, pero a veces pienso que los avances científicos deberían tener un límite.

Ahora, científicos de la Universidad de Maryland han creado un dispositivo de conmutación electrogenética que utilizan en células bacterianas y que les permite influir en la forma en la que los organismos unicelulares se comportan. Ya sé, puede ser el inicio de algo increíble en avances biomédicos o puede ser el inicio del fin.

El reto era lograr la creación de un sistema híbrido bioeléctrico. Pero esto es complicado porque la forma en que se comunican las células y las máquinas (por obvio que parezca es distinta). Al parecen lo están logrando.

Todas nuestras células y la de todos los seres vivos, responden a señales moleculares. Es como el ciclo de la comunicación, pero con moléculas: emisor-mensaje-receptor, sólo que pasa a un nivel microbiológico. Por medio de un proceso denominado expresión génica, la información almacenada en el ADN de cada célula se convierte en instrucciones de acciones mediante la creación de moléculas como proteínas, enzimas y hormonas. Mientras que los sistemas microelectrónicos lo hacen a través de electrones, que, comúnmente son generados por una fuente de energía.

Aunque no hay forma de que los electrones puedan fluir libremente dentro de un sistema biológico como la electricidad a través de un alambre, hay una pequeña clase de moléculas en la mayoría de las células que de forma estable sí pueden hacerlo. Estas biomoléculas son llamadas redox y pueden entregar electrones cuando se someten a reacciones de reducción u oxidación.

A través de un cableado diminuto, el equipo fue capaz de modificar moléculas redox para responder a los electrones desde el electrodo de un dispositivo microelectrónico que está por patentarse. El dispositivo podría alternar el estado de oxidación de la molécula haciendo que pierda un electrón y entré en estado de oxidación o hacerla entrar a un estado reducido para ganar un electrón, encendiendo o apagando las moléculas redox.

Los investigadores han creado un dispositivo con patente pendiente que les permite “encender” electrónicamente la expresión de genes en ciertas células bacterianas (Imagen: University of Maryland).

Este avance a nivel microcelular, podría aportar avances significativos a la medicina, tal vez algunos miembros atrofiados puedan llegar a recuperar el movimiento, ¿quién sabe? Pero por lo pronto este avance parece tecnología cyborg. Los resultados de estos experimentos fueron publicados hace algunos días por Nature.

Como ejemplo, los investigadores fueron capaces de diseñar una célula bacteriana para convertir la celda en “encendido” y sintetizó una proteína que emite un tono verde fluorescente, y en modo de “apagado”, la proteína dejó de sintetizarse. Literalmente, la célula se encendió cuando se enciende la máquina eléctrica.

En otro ejemplo, los investigadores aplicaron el método a las bacterias que expresan una proteína llamada CheZ que controla su actividad de natación. Los científicos lograron controlar el movimiento hacia adelante e las bacterias bajo el mismo principio de “encendido” y apagado”.

Todo se puso aún más interesante cuando los investigadores trataron de intervenir en el método de señalización biológica que tienen las células bacterianas y el cual se difunde de manera natural a otras células vecinas, provocando cambios en el comportamiento colectivo de toda una comunidad de bacterias. Con el dispositivo los investigadores pudieron programar eléctricamente el ciclo repetidamente en el comportamiento programado.

Este nuevo descubrimiento por parte de la Universidad de Maryland -aunado al descubrimiento donde los investigadores encontraron la manera de “registrar” información biológica mediante la detección del entorno biológico, y con base a las condiciones imperantes, y con los cuales  fueron capaces de identificar agentes patógenos e incluso controlar los signos de estrés en los niveles sanguíneos de las personas con esquizofrenia-, podría permitir en un futuro que las bacterias sean electrónicamente programadassuministren agentes terapéuticos a un sitio específico para ayudar a resolver este tipo de problemas.

Esto significa, por ejemplo, que si tenemos un problema digestivo, podríamos tomar una pequeña cápsula microelectrónica programada para detectar el patógeno gastrointestinal y controlarlo, a la par que tendría otros agentes beneficiosos que podrían inducirnos bienestar. Este avance a nivel microcelular sporta avances significativos a la medicina. Pero, ¿qué pasaría si cayera en las manos equivocadas?

vía New Atlas

fuente University of Meriland

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