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Esta píldora futurista detecta signos de enfermedad en el cuerpo y luego envía una alerta a un teléfono

Esta píldora futurista detecta signos de enfermedad en el cuerpo y luego envía una alerta a un teléfono
Esta píldora futurista es un dispositivo microbioelectrónico IMBED o ingerible. Está diseñado para examinar el cuerpo de adentro hacia afuera. (Lillie Paquette / MIT) (Los Angeles Times)

En el clásico de ciencia ficción de 1966 "Fantastic Voyage", una tripulación submarina es miniaturizada para que pueda introducirse dentro de un cuerpo humano y viajar a un punto caliente donde se necesita asistencia médica.

Un equipo del MIT ha adaptado esta idea a la vida real, reemplazando a la escuadra encogida con bacterias E. coli especialmente diseñadas y combinándolas con un conjunto de componentes electrónicos que encajan perfectamente dentro de una píldora ingerible.

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Llaman a su creación IMBED (abreviatura de dispositivo microbioelectrónico ingerible) y lo utilizan para detectar el exceso de sangre en el estómago de los cerdos. Después de encontrar sangre, la cápsula envía una señal inalámbrica desde el interior del cuerpo del cerdo, la que es leída por un teléfono inteligente y una computadora portátil.

Otros IMBED equipados con diferentes bacterias han sido capaces de detectar una molécula que indica la inflamación dentro del intestino y otra que es un biomarcador de infecciones gastrointestinales.

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La invención se describe en la edición de la revista Science, el viernes 25 de mayo.

El estudiante de posgrado Mark Mimee, izquierda, y el ex postdoctoral del MIT Phillip Nadeau, posan con su IMBED. (Melanie Gonick / MIT)
El estudiante de posgrado Mark Mimee, izquierda, y el ex postdoctoral del MIT Phillip Nadeau, posan con su IMBED. (Melanie Gonick / MIT) (Los Angeles Times)

Aunque los IMBED aún están a años de ser utilizados en pacientes, los gastroenterólogos dicen que ya están ansiosos por poner sus manos sobre ellos.

"Esto tiene el potencial de revelar una gran cantidad de información sobre la estructura y función del cuerpo, su relación con el medio ambiente y el impacto de las enfermedades y las intervenciones terapéuticas", escribieron el Dr. Peter Gibson y la Dra. Rebecca Burgell de la Universidad Monash de Australia.

Los IMBED combinan los avances en biología sintética con mejoras en la ingeniería eléctrica.

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Dentro de la cápsula hay cuatro pocillos que contienen bacterias de Escherichia coli genéticamente modificadas. Estos biosensores se han modificado para reconocer una molécula particular de interés, como el hemo del componente sanguíneo. Una membrana semipermeable atrapa los biosensores dentro de las cápsulas, pero permite que las moléculas del entorno entren y se detecten.

Una vez que se identifica el objetivo, las bacterias lo metabolizan en un proceso que genera luz a través de la bioluminiscencia.

Debajo de cada pozo hay un pequeño fotodetector electrónico que puede registrar la luz de la bacteria. Un chip de luminómetro lo convierte en una señal digital, y un transmisor inalámbrico envía esa señal fuera del cuerpo.

Los investigadores del MIT, dirigidos por el estudiante graduado de microbiología Mark Mimee y el investigador de ingeniería eléctrica Phillip Nadeau, pusieron los IMBED a prueba en el estómago de seis cerdos.

Después de sedar a los cerdos, los científicos usaron un endoscopio para administrar una taza de solución en el estómago de los animales. Tres de los cerdos también obtuvieron una pequeña cantidad de sangre de cerdo para simular los efectos de un trastorno digestivo.

Luego, el equipo colocó dos IMBED en el estómago de cada cerdo y usó el endoscopio para confirmar que estaban completamente sumergidos. Los biosensores tardaron 52 minutos en reconocer la sangre, generar luz y transmitir la señal a los científicos. Las señales se hicieron más fuertes hasta que se eliminaron los IMBED dos horas después de que comenzó el experimento.

Los IMBED identificaron correctamente los tres cerdos que tenían sangre en el estómago y los tres que no, según el estudio.

Otros experimentos fuera de los animales demostraron que los IMBED podían reconocer y responder a las moléculas que detectan problemas en el intestino humano.

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Los IMBED utilizados en el estudio de Science tenían 30 milímetros (un poco más de una pulgada) de largo y 10 mm de ancho.

Timothy Lu, autor principal del estudio y asesor de Mimee, reconoció que los dispositivos eran "un poco grandes", pero agregó: "Creo que que alguien que esté motivado, definitivamente podría tragarlo".

Las bacterias diseñadas para detectar moléculas específicas se colocan en cuatro pocillos en el sensor de diseño personalizado, que está conectado a un microprocesador que convierte la información sensorial en una señal inalámbrica. (Melanie Gonick / MIT)
Las bacterias diseñadas para detectar moléculas específicas se colocan en cuatro pocillos en el sensor de diseño personalizado, que está conectado a un microprocesador que convierte la información sensorial en una señal inalámbrica. (Melanie Gonick / MIT) (Los Angeles Times)

Nadeau dijo que era optimista de que los futuros IMBED podrían ser al menos un tercio más pequeños que en la actualidad al combinar el detector de luminiscencia, el microprocesador y el transmisor inalámbrico en un solo chip. Eso lo haría más aceptable para los pacientes.

"La idea es que lo tragues y pase por el tracto gastrointestinal y eventualmente lo deseches", dijo.

Lu dijo que los IMBED podrían eliminar la necesidad de colonoscopias. No solo son incómodas las colonoscopias, sino que la preparación intestinal requerida antes del examen altera la fisiología del intestino, lo que puede enmascarar los signos de la enfermedad.

Gibson y Burgell describieron un futuro en el que podrían colocarse IMBED más pequeños en los vasos sanguíneos para evaluar las condiciones en el sistema circulatorio. Se podrían implantar otras versiones en órganos sólidos, al igual que los cinco héroes de "Fantastic Voyage" que se aventuraron dentro de un cerebro para extirpar un coágulo sanguíneo potencialmente mortal.

"Es emocionante ver hacia dónde nos lleva esta tecnología en última instancia", escribieron Gibson y Burgell.

Para leer esta nota en inglés, haga clic aquí.

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