Reparando el cuerpo con luz y dispositivos implantables
Ciertos aspectos de la medicina de hoy son sorprendentemente parecidos a la medicina de hace seis décadas. El método más usado para tratar la mayoría de enfermedades consiste en recetar el mismo medicamento (generalmente una pastilla) a todas las personas. Para ciertas condiciones esta intervención farmacéutica y generalizada no es suficiente.
Sin embargo, en las últimas décadas, los increíbles avances tecnológicos utilizados en investigación científica han abierto la puerta a tratamientos radicalmente nuevos que prometen ser altamente personalizados, específicos y fáciles de usar.
En esta charla, hablaremos sobre una categoría de herramientas que permiten modular con precisión la actividad de órganos para restaurar su funcionamiento y combatir enfermedades. Específicamente, herramientas que permiten la comunicación eléctrica y mecánica con el sistema nervioso y cardíaco, permitiendo una nueva forma de medicina que llamamos medicina electro-mecanoceútica.
La primera parte de la charla abordará las interfaces con el sistema nervioso. Se discutirá la historia de los métodos para comunicarse con el sistema nervioso, con énfasis en las interfaces eléctricas, ya que son las más usadas en investigación, en la clínica y en las interfaces cerebro-computadora. Después, se discutirán las desventajas de las interfaces eléctricas, como su baja especificidad, escasa precisión y efectos secundarios como fatiga muscular.
Luego, se introducirá la optogenética, un método nuevo que consiste en introducir proteínas fotosensibles en neuronas, lo que permite el control neuronal mediante luz. Por último, se presentará el diseño y los resultados de un sistema que utiliza la optogenética para controlar músculos.
La segunda parte de la charla presentará una categoría de dispositivos versátiles que interactúan directamente con el corazón, un órgano mecánico por naturaleza que bombea sangre eficientemente a través de todos los órganos del cuerpo. Primero, se describirá cómo un infarto cardíaco altera los latidos del corazón y promueve el desarrollo de insuficiencia cardiaca, así como las prácticas clínicas que actualmente se utilizan para mitigar este riesgo.
Después, se discutirá el desarrollo de un dispositivo que al ser implantado en la superficie del corazón restringe el movimiento anormal que surge después de un infarto y su potencial como herramienta clínica y de investigación.
Inician la conversación:
Guillermo Herrera-Arcos es un científico mexicano. Estudió ingeniería robótica en el Tecnológico de Monterrey, donde desarrolló exoesqueletos robóticos, plataformas de fabricación digital para dispositivos médicos, y realizó estudios de neurociencia e interfaces cerebro-computadora. Ahora es estudiante de doctorado en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), e investigador en el laboratorio de Biomecatrónica con el Dr. Hugh Herr y el K. Lisa Yang Center for Bionics, donde diseña interfaces neuronales biológicas que establecen una nueva generación de prótesis con el potencial de restaurar el funcionamiento del sistema nervioso en personas con enfermedades neurológicas.
Fue parte del equipo de neuroingeniería de Neuralink en 2023 en donde trabajó en interfaces con la médula espinal. Su trabajo ha sido publicado y reconocido por Science, Nature, AstraZeneca, McGovern Institute, One Young World, Global Changemakers, Pioneer, el Departamento de Estado de Estados Unidos, el Gobierno de México, entre otros.
Dra. Claudia Elena Varela es una científica, bailarina profesional y promotora de la ciencia originaria de Reynosa, México. Se graduó con honores de la Universidad de California en San Diego como Ingeniera Biomédica y Licenciada en Danza. Ahí realizó investigación en el laboratorio del Dr. Francisco Villarreal examinando las propiedades terapéuticas de compuestos naturales provenientes del cacao. Apoyada por becas de la Fundación Ford y la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, Claudia obtuvo su doctorado en Ingeniería y Física Médica en el programa de Ciencias de la Salud y Tecnología de la Universidad de Harvard y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) bajo la mentoría de la Dra. Ellen Roche.
Ahí desarrolló dispositivos y biomateriales implantables para modificar las propiedades biomecánicas del corazón. Actualmente, la Dra. Varela está realizando investigación de postdoctorado con el Dr. Christopher Chen en la Universidad de Boston. Fuera del laboratorio, Claudia ha enseñado con Clubes de Ciencia México y forma parte de Danza Orgánica, una compañía de danza teatro promotora de justicia social basada en Boston.
Sin comentarios