Seguridad Informática biotecnología y biomedicina
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| BIOTECNOLOGÍA, BIOMEDICINA Y BIOINFORMÁTICA
El desarrollo de las nuevas tecnologías revoluciona el mercado laboral y, a un ritmo trepidante, está enterrando profesiones tradicionales para gestar nuevas ocupaciones y profesiones. Las nuevas tecnologías necesitan creadores, organizadores, controladores, formadores, comercializadores y difusores de sus productos más recientes, de los servicios innovados y de las virtudes de los nuevos programas, sistemas de acceso a la información etc. Desde expertos en programación y seguridad de bases de datos, pasando por los analistas de sistemas, hasta los ofimáticos, proyectistas, operadores o consultores, todos han surgido de la revolución de la sociedad de la información. Como su nombre indica, el bio-informático combina conocimientos de dos ciencias: la biología y la informática. Su trabajo es recoger, procesar, analizar e interpretar el significado de datos biológicos mediante la aplicación de técnicas matemáticas e informáticas. También debe ser capaz de desarrollar nuevos instrumentos informáticos. Concretamente, ha de manipular ficheros, recoger y almacenar datos en los programas e interpretar los resultados; utilizar bases de datos y mejorar los códigos de ordenadores; y instalar, crear y desarrollar nuevas aplicaciones y programas. No es fácil encontrar profesionales que dominen las dos disciplinas. La gran mayoría son biólogos o químicos con conocimientos de los programas informáticos que deben utilizar, o bien ingenieros informáticos. Amén de necesitar de conocimientos sobre biología y informática, también tienen que tener conocimientos de física, química, estadística, matemáticas y genética. En cuanto a idiomas, se necesita dominio del inglés. Las áreas con más demanda son la medicina preventiva, el desarrollo de nuevos fármacos, los diagnósticos clínicos, la genética y la investigación biomédica. También tienen buenas perspectivas de futuro la biotecnología, la proteómica (análisis de secuencias y estructuras de proteínas) y todo lo relacionado con la ecología, como la simulación de la evolución de ecosistemas. INCENTIVO TECNOLÓGICO ANTI OBESIDAD INFANTIL: EL MUNDO VIRTUAL SE ENCARGA. Zamzee es un programa de puntos para premiar a los adolescentes que pierden peso Mezcla el seguimiento de actividades y los incentivos en línea con la esperanza de que los niños se pongan en forma.  Malica Astin, de 11 años, nunca prestó demasiada atención a la cantidad de actividad física que hacía. Pero un día jugó al baloncesto con un pequeño seguidor de actividad llamado Zamzee colocado en la cintura. Más tarde, lo conectó al puerto USB de un ordenador y cargó los datos capturados por los acelerómetros del dispositivo. A diferencia de Fitbit, un popular podómetro para adultos, el Zamzee de Malica no le dice la cantidad de pasos que ha dado o las calorías que ha quemado. En su lugar, le da puntos según los movimientos que haya hecho. Conectado El seguidor de actividad Zamzee, visto aquí con su carcasa, se puede llevar en la cintura, en el zapato o en un bolsillo. Recoge datos sobre el movimiento del niño, que más tarde se pueden descargar a un ordenador. Incluso meses después, Malica recuerda los detalles de su primera puntuación: 758. ¿Por qué no iba a hacerlo? Los puntos se usan como moneda en el mundo virtual de Zamzee.com, donde Malica ha creado un avatar y lo ha equipado con un aparato de ortodoncia, un collar y una falda hula. Malica desde entonces ha ganado 3.612 'zamz', y podría llegar a ahorrar lo suficiente para conseguir objetos como un iPod Nano (16.000 zamz) o la consola Wii (18.000 zamz). "Al principio no sabía en qué consistía", señala. "Entonces me empezó a gustar". La experiencia de Malica ilustra los objetivos de Zamzee, una start-up que está poniendo a prueba la idea de que el poder adictivo de los juegos se puede aprovechar para resolver un mal social sin aparente solución, en este caso, la obesidad infantil. En vez de centrarse en la pérdida de peso o la dieta, Zamzee quiere otorgar recompensas por moverse a cualquier niño de entre 11 y 14 años, edades en que la actividad física cae precipitadamente. Z  amzee es una empresa con fines de lucro iniciada por HopeLab, la fundación sin ánimo de lucro financiada por el fundador de eBay Pierre Omidyar y su esposa, Pam. (HopeLab ha creado también el videojuego Re-Mission para mejorar el cumplimiento de la toma de medicación entre los niños con cáncer). Aunque formalmente Zamzee se lanza este otoño, ha estado disponible en forma de programa piloto en escuelas y centros comunitarios en Atlanta, Chicago, Honolulu y la bahía de San Francisco (Estados Unidos).Malica es una de las 20 niñas de la escuela media que ha estado probando Zamzee en un Club de Chicos y Chicas en Atlanta. Se trata de un campo de pruebas de enormes proporciones. Georgia ocupa el segundo lugar en EE.UU. en cuanto a obesidad infantil y el 52 por ciento de los estudiantes de secundaria no cumplen con las recomendaciones de actividad diaria del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en ingles). La situación es tan grave que Children's Healthcare of Atlanta, un sistema de centros pediátricos, ha lanzado recientemente una dura campaña publicitaria dirigida a los niños con sobrepeso. Por el contrario, el enfoque de Zamzee es más suave. Los padres ponen dinero en una cuenta para financiar los premios que sus hijos pueden llegar a ganar con sus zamz (aunque algunos donantes, como la Clínica Mayo, están proporcionando financiación durante las pruebas piloto). La neurocientífica Sandra Aamodt, autora de Welcome to Your Child's Brain (Bienvenido al cerebro de tu hijo), alaba el enfoque de Zamzee en la actividad física en lugar de en el peso. No obstante, advierte que un importante corpus de investigación ha encontrado que la motivación intrínseca dura más que las recompensas extrínsecas: "Existe una rara tendencia a perder atención sobre las razones por las que hemos disfrutado de algo al principio", afirma Aamodt. Con esto en mente, los desarrolladores de Zamzee han estado probando varios métodos para motivar a los niños. Steve Cole, científico biomédico de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA, por sus siglas en inglés) y director de investigación y desarrollo en HopeLab, asegura que Zamzee ha encontrado que la combinación de premios virtuales y monetarios puede tener éxito. Aun así, no todos los usuarios de Zamzee están tan motivados como Malica. Emani Welch, de 13 años y estudiante de séptimo curso en Atlanta, no logra acumular suficientes puntos para obtener recompensas. Aún no ha creado un avatar ni tampoco ha iniciado una sesión en Zamzee.com. "Me quedo sentada la mayor parte del tiempo porque no hay mucho que hacer", afirma. "Voy a jugar al tenis de vez en cuando", añade la joven.  UN BIOCHIP PARA DETECTAR DE FORMA RÁPIDA Y PORTÁTIL LA CEPA DE LA GRIPE. Un diseño similar podría conducir a chips que detecten cepas de VIH y tuberculosis resistentes a medicamentos. El diagnóstico de una cepa particular de gripe normalmente es un asunto complicado, que requiere equipos de alta tecnología y días de trabajo. En un artículo publicado ayer en Journal of Molecular Diagnostics, varios investigadores de la Universidad de Brown (Estados Unidos) describen un nuevo biochip que promete hacer que el proceso sea mucho más fácil y rápido. Con el tiempo, los investigadores esperan poder diseñar un chip que pueda ser utilizado por los funcionarios de salud pública para localizar rápidamente nuevos brotes, y por trabajadores sanitarios en países en vías de desarrollo para detectar de forma barata cepas resistentes de VIH y tuberculosis. "Este tipo de prueba te podría decir si estás enfrentándote a algo nuevo e inesperado", afirma Andrew Artenstein, que ha colaborado en el proyecto. Artenstein y es director del Centro para la Biodefensa y Patógenos Emergentes en el Hospital 'Memorial' de Rhode Island (EE.UU.), además de profesor de la Universidad de Brown. El nuevo biochip simplifica la amplificación genética, un proceso incluido en una serie de pasos necesarios para identificar la composición de una muestra de sangre o tejido. Actualmente, para determinar qué cepa de la gripe tiene un paciente, el material genético de la muestra tiene que ser amplificado utilizando una reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés), que replica el ADN, o bien tiene que hacerse una amplificación basada en la secuencia de ácido nucleico, que copia el ARN de cadena sencilla. Ambos procesos pueden tardar horas en completarse y requieren modulaciones de temperatura o condiciones especiales que son imposibles de controlar fuera de un laboratorio. En su nuevo ensayo, Artenstein y su equipo han desarrollado una forma de amplificar rápidamente el ARN en un chip del tamaño de un carné de identidad sin necesidad de modificar la temperatura. En el biochip, las cadenas de ARN que se tengan como objetivo son marcadas con unas perlas magnéticas. Los imanes atraen estas cadenas marcadas a través de un estrecho canal, lo que las separa de las cadenas sueltas. "En cada enfermedad, hay una secuencia específica que identifica el ARN. Esa es la secuencia que atacamos", explica Anubhav Tripathi, diseñador de la sonda, codirector del Centro de Ingeniería Biomédica de Brown y autor del estudio publicado en Journal of Molecular Diagnostics. U  na vez aislada, solo la cadena que se tenga como objetivo puede ser replicada, en lugar de toda la muestra, lo que permite que el proceso tenga lugar en un dispositivo portátil, lejos de un laboratorio. Además, el proceso puede transcurrir en cuestión de minutos, en lugar de tardar horas, tal y como requieren los sistemas actuales, señala Tripathi, que nombró a su nueva prueba SMART, acrónimo de 'a simple method for amplifying RNA targets' ('un método sencillo para amplificar objetivos de ARN')."Con nuestro método, no amplificamos ARN o ADN convertidos. Ampliamos nuestra propia sonda, que es muy corta, de solo 25 a 26 nucleótidos", afirma Tripathi. Victor Ugaz, profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Texas A&M (EE.UU.), alaba el enfoque de Tripathi, ya que se trata de un problema que la comunidad científica ha estado tratando de resolver por lo menos durante una década. "Es realmente un método mucho más simple y limpio que resulta muy adecuado para aplicaciones portátiles o móviles", asegura Ugaz. "En este caso creo que la belleza está en la simplicidad, lo cual no resulta trivial". Samuel Sia, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Columbia (EE.UU.), afirma que el estudio "constituye una valiosa contribución a la mejora de los métodos de amplificación de ácidos nucleicos". Cualquier mejora en la etapa de amplificación "puede ser aplicada a una serie de objetivos diferentes", señala Sia, "porque la necesidad de ampliar es bastante universal". En su opinión, lo ideal sería que los investigadores finalmente incorporaran otros pasos en el proceso de detección en el mismo chip de microfluidos. Tripathi espera recaudar dinero de la industria para poder hacer más pruebas de su ensayo prototipo. Hasta el momento, se ha centrado principalmente en el virus de la gripe -incluyendo la gripe porcina- en muestras recogidas en el Hospital 'Memorial' de Rhode Island. Muy pronto espera aplicar su método SMART para analizar muestras de VIH recogidas en un hospital de Kenia. El proceso de detección del VIH ya es simple y fácil, pero su sonda podría suponer una gran diferencia en la detección de la carga viral del VIH, una medida del grado de enfermedad del paciente y de la eficacia de la medicación. PEQUEÑOS ROBOTS PARA REPARAR CORAZONES. Dispositivos de tamaño milimétrico podrían dar a los cirujanos la capacidad de operar corazones palpitantes. Para aquellos pacientes con enfermedades cardíacas, la reparación de defectos a menudo requiere cirugía a corazón abierto y la parálisis temporal del órgano. Sin embargo, un conjunto de herramientas robóticas desarrolladas por investigadores del Hospital Infantil de Boston (Estados Unidos) podría en última instancia permitir a los cirujanos operar en el corazón a través de pequeñas incisiones mientras que el órgano sigue latiendo. D  iminutos robotsUnos robots quirúrgicos pueden desplegar este pequeño dispositivo que sirve para enlazar dos piezas de músculo del corazón y así cerrar un agujero. El uso de pequeñas incisiones y la inserción de instrumentos robóticos es cada vez más común en muchos tipos de cirugía. Este tipo de cirugía mínimamente invasiva ofrece una recuperación más rápida que la cirugía convencional y un menor riesgo de infección, debido a que las incisiones en el cuerpo son mucho más pequeñas. En el caso de la cirugía cardíaca mínimamente invasiva, las herramientas robóticas han tenido que ser introducidas a través de catéteres, tubos suaves y flexibles capaces de hacer pasar, por ejemplo, un stent para abrir arterias. Sin embargo, debido a su flexibilidad, los catéteres pueden hacer llegar solo pequeñas cantidades de fuerza y pueden ser difíciles de colocar con precisión. En su lugar, el equipo del Hospital Infantil de Boston utiliza robots con forma de tubo metálico curvado para crear una plataforma más rígida para hacer llegar herramientas al interior del corazón. "Con los procedimientos estándar a corazón abierto, podemos extraer el tejido de un área a otra. No podemos hacer eso con un catéter. Estos dispositivos robóticos pueden ejercer cierta fuerza, por lo que son capaces de hacer gran parte de lo que hace un cirujano, pero se desplazan a través de los vasos sanguíneos", asegura Pedro del Nido, médico de cirugía cardiaca infantil involucrado en el proyecto. Los dispositivos alcanzan el corazón a través de una incisión en el cuello que conduce a la vena yugular. A partir de ahí, unos tubos concéntricos, largos y estrechos, llevan los dispositivos quirúrgicos a través de los grandes vasos sanguíneos hasta el corazón. Una de las herramientas del equipo puede cerrar agujeros en el corazón. Los cirujanos suelen cerrarlos con una sutura mediante un procedimiento que requiere cirugía a corazón abierto y tener que detener el órgano. El equipo del Hospital Infantil, dirigido por el bioingeniero Pierre Dupont y sus colaboradores en Microfabrica, ha desarrollado un dispositivo parecido al de sutura metálica que puede ser desplegado por el robot de tubo concéntrico. La clave para el desarrollo del dispositivo a escala milimétrica fue utilizar un proceso de fabricación especializada para crear los pequeños engranajes, cadenas y poleas necesarios. El dispositivo, parecido al de sutura, perfora el tejido del corazón a cada lado del orificio y extiende unas alas que se enganchan a cada parte de tejido. A continuación, un mecanismo de trinquete une las dos partes y sella inmediatamente el agujero. Al entrar en contacto estrecho, las partes de tejido pueden fusionarse alrededor del implante metálico. El grupo de Dupont es uno de los pocos equipos de investigación que tratan de lograr un amplio conjunto de herramientas para alcanzar lugares del cuerpo de difícil acceso sin necesidad de grandes aberturas. "Con estos dispositivos, tratamos de obtener lo mejor de ambos mundos", es decir, un procedimiento mínimamente invasivo que pueda hacer uso de todas las habilidades de un cirujano, indica Howie Choset, ingeniero de la Universidad Carnegie Mellon (EE.UU.), que está desarrollando sus propios dispositivos quirúrgicos robóticos. "Cuando abres el corazón puedes hacer muchas cosas. Queremos adquirir esas capacidades sin hacer una gran incisión", señala Choset. El equipo del Hospital Infantil ha puesto a prueba el dispositivo de cierre de agujeros en cerdos vivos, y los cirujanos han sido capaces de reparar agujeros en su corazón mientras este seguía bombeando activamente. Uno de los desafíos de operar a través de pequeñas incisiones es que el cirujano no puede ver directamente dónde coloca el dispositivo. Así que el equipo utiliza una combinación de rayos X en tiempo real y ultrasonido para dirigir al robot en el interior del corazón y para supervisar el despliegue del dispositivo.  El crecimiento de tejido irregular en el interior del corazón puede obstaculizar el funcionamiento del órgano, por lo que el equipo y sus colaboradores también han desarrollado un aparato giratorio de corte para la punta del robot de tubo concéntrico. El dispositivo integra irrigación y aspiración de líquidos, procesos importantes cuando se opera en un corazón que sigue funcionando. "En el interior del corazón que late, si se corta cualquier parte de tejido sano, hay que evitar perderla ya que podría salir despedida, taponar una arteria y tal vez causar un accidente cerebrovascular", señala Dupont. El dispositivo absorbe los desechos mientras corta el tejido. Otra de las dificultades en un corazón lleno de sangre es la coagulación, una reacción natural ante material extraño. Para evitarlo, el dispositivo irriga los restos de tejido con una solución salina que evita el coágulo e impide la obstrucción en el robot. Hasta ahora, el dispositivo de corte solo se ha probado en corazones de cerdo en el laboratorio. Sin embargo, el grupo tiene planes para hacer un ensayo en cerdos vivos próximamente. | ||||
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