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lunes, 28 de febrero de 2011

Creadas las primeras vacunas nanométricas

Ingenieros del MIT han diseñado unas nanopartículas o partículas microscópicas que servirán, en un futuro, para vacunar contra diversas enfermedades. Estas nanopartículas son esferas adiposas concéntricas que contienen proteínas sintéticas como las que producen los virus. Una vez inoculadas en el organismo, las esferas dejan salir su contenido, contra el que se defiende el sistema inmune con una respuesta similar a la que producen las vacunas virales. Así, estas nanopartículas “enseñan” al cuerpo a protegerse contra los patógenos. En pruebas realizadas con ratones, se ha comprobado la efectividad de esta tecnología contra la malaria. Los científicos trabajan ahora para desarrollar nanopartículas para crear con ellas otras vacunas, como la del SIDA o el cáncer.


Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en Estados Unidos, han diseñado unas nanopartículas o partículas microscópicas que servirán, en un futuro, para vacunar contra enfermedades como el SIDA o la malaria. Según publica el MIT en un comunicado, estas nanopartículas son esferas adiposas concéntricas, en las que son introducidas versiones sintéticas de las proteínas que normalmente producen los virus. Gracias a este modo de suministro, dichas proteínas sintéticas provocarían una potente respuesta del sistema inmune, similar a la que provocan las vacunas virales, pero de manera más segura para el paciente.

Protección del organismo
En la actualidad, estas nanopartículas-vacuna están ya siendo probadas en ratones, para la enfermedad de la malaria, que se calcula es contraída cada año en el mundo por más de 210 millones de personas.

Pero los autores de la investigación, el ingeniero del MIT, Darrell Irvine y sus colaboradores del Walter Reed Army Institute of Research, esperan que esta tecnología permita crear vacunas contra otras enfermedades, como el cáncer o las enfermedades infecciosas.

En general, las vacunas protegen al organismo porque provocan la producción de anticuerpos contra los patógenos que se inoculan, generando así una respuesta de defensa que queda “grabada” en el cuerpo.

En muchos casos, como con las vacunas de la polio o de la viruela, para despertar esta respuesta orgánica se utiliza una forma desaparecida o neutralizada del virus, con la que se “enseña” al organismo a defenderse de éste.

Otras vacunas, como la de la difteria, están hechas con una versión sintética de una proteína u otra molécula que normalmente producen los propios patógenos.

Muchas dificultades
Cuando se diseña una vacuna, los científicos intentan que ésta active la respuesta de al menos uno de estos dos tipos de células del sistema inmune: los linfocitos T, que son los que atacan las células del cuerpo que han sido infectadas por el virus; o los linfocitos B, que son los que segregan los anticuerpos que atacan a los virus o bacterias presentes en la sangre y otros fluidos orgánicos.

Pero, para luchar contra enfermedades cuyos patógenos tienden a permanecer dentro de las células, como en el caso del virus del SIDA, la situación es más complicada: la vacuna debe activar una respuesta inmunológica más potente de lo normal o hacer reaccionar a las llamadas células T “asesinas”.

La mejor manera de garantizar que las células T asesinas entren en acción es usar en las vacunas un virus, pero esto no puede hacerse siempre porque ciertos virus, como el VIH, son muy difíciles de neutralizar para que resulten inofensivos.

Por eso, en casos como el del SIDA o la hepatitis B, los científicos trabajan con vacunas sintéticas. El problema de éstas, sin embargo, es que no provocan una respuesta de las células T lo suficientemente fuerte.

Para tratar de superar todos estos problemas, algunos científicos han intentado introducir las vacunas en vesículas adiposas conocidas como liposomas, que se pensaba podrían impulsar la respuesta de las células T, llevando la proteína en una partícula similar a un virus. Sin embargo, estos liposomas han demostrado tener poca estabilidad en sangre y fluidos corporales.

Una solución posible
Lo que Irvine y sus colaboradores han logrado es crear una estructura más estable, aplicando la metodología del liposoma pero con algunas variables.

Concretamente, los investigadores reunieron muchas vesículas adiposas o liposomas en esferas concéntricas. Una vez que estos liposomas son reunidos, sus respectivas paredes quedan químicamente ligadas unas a otras, dando lugar a una estructura menos propicia a romperse demasiado rápido, tras la inoculación.

Sin embargo, una vez que las nanopartículas son absorbidas por una célula, se degradan rápidamente, dejando salir la vacuna contenida en ellas y provocando una potente respuesta de las células T.

En pruebas realizadas con ratones, los investigadores utilizaron estas nanopartículas para suministrar una proteína de la clara de huevo llamada ovalbúmina, que se usa comúnmente en estudios de inmunología, porque los instrumentos bioquímicos son capaces de rastrear la respuesta inmune que la ovalbúmina provoca en el organismo.

Descubrieron así que tres inmunizaciones de dosis bajas de la vacuna contra la malaria produjeron una potente respuesta de las células T (después de la inmunización, más del 30% de las células T asesinas de los ratones eran específicas para la proteína de la vacuna o estaban listas para responder al virus de la malaria).

Ésta es una de las respuestas de células T más fuertes generadas por una vacuna de proteínas sintéticas, y es comparable a la respuesta que provocan vacunas virales fuertes. Sin embargo, este método resulta más seguro porque no precisa de virus vivos, explica Irvine.

Además de los estudios sobre malaria, los científicos están trabajando ahora mismo en nanopartículas que se utilizarán para desarrollar vacunas contra el cáncer y el VIH. Los resultados de la presente investigación han aparecido publicados en Nature Materials.

Fuente: tendencias21

jueves, 20 de mayo de 2010

Un microscopio de 3 dólares que se conecta a teléfonos móviles

Un pequeño microscopio digital que sólo cuesta unos pocos dólares se puede conectar a un teléfono móvil y realizar diagnósticos médicos básicos que normalmente requerirían el uso de costosos equipos de laboratorio. El microscopio, que no usa lentes, ahorra en cuanto a coste y peso gracias al uso de algoritmos para obtener más información a partir de las imágenes. El dispositivo puede generar recuentos sanguíneos e identificar células enfermas y bacterias a partir de imágenes simples enviadas a través de un cable USB a un teléfono móvil equipado con software para el proceso de los datos. La última versión del microscopio integra un método de contraste basado en interferencia para proporcionar imágenes de mejor calidad, además de información de diagnóstico.

Los investigadores encargados de desarrollar el dispositivo esperan que proporcione mejores diagnósticos médicos en aquellas partes del mundo donde los teléfonos móviles son frecuentes, pero el acceso a los costosos equipos de diagnóstico clínico no lo es. Incluso los teléfonos móviles básicos tienen hoy día una capacidad de procesamiento que se puede utilizar para analizar imágenes de los frotis de sangre y otras muestras sobre el terreno, lo que permite a un paciente obtener el fármaco correcto contra la tuberculosis de forma más rápida, y permite a los proveedores de atención de salud identificar cepas resistentes a los fármacos también más rápidamente. Lo que diferencia al nuevo microscopio de otros intentos por integrar el diagnóstico óptico con los teléfonos móviles es el hecho de haber conseguido que sea lo más simple y barato posible. Esto significa la eliminación de las costosas lentes, y el uso de software para obtener información médica a partir de imágenes borrosas.

El dispositivo fue creado por investigadores dirigidos por Aydogan Ozcan, profesor de ingeniería eléctrica y biomédica de la UCLA. Sólo tiene dos componentes clave de hardware: un diodo emisor de luz para iluminar la muestra y un chip sensible a la luz. Estos componentes tienen un coste de alrededor de 30 a 40 centavos. Las diapositivas manchadas con muestras se cargan en el microscopio a través de un pequeño cajón que se encuentra entre el LED y el sensor de luz. Un puerto USB transporta energía y datos entre el punto de observación y el teléfono móvil. El diminuto microscopio mide entre unos seis centímetros de altura por cuatro centímetros en cada lado, y pesa sólo 46 gramos.


Dado que el microscopio no tiene lentes, no magnifica las imágenes. Sin embargo, es capaz de obtener resolución por debajo de dos micrómetros, y proporciona imágenes tan claras como las de un microscopio 40X convencional. Esto es posible gracias al software de procesamiento de imágenes. "El aspecto digital lo compensa todo", afirma Ozcan. Al tiempo que la luz del LED pasa a través de un determinado tipo de célula, la luz se curva o difracta de forma característica, dependiendo del tamaño de la célula, la forma y el índice de refracción. Los datos recogidos por el chip sensible a la luz se llevan a un teléfono móvil para su análisis. Ozcan ya ha demostrado con anterioridad la ejecucion de un software en el teléfono que consulta una colección de firmas de difracción características de determinados tipos de células y bacterias para identificar y contar las células en la muestra.

El hecho de no usar lentes elimina gastos, explicó Wilbur Lam, oncólogo pediatra del Hospital Infantil de la Universidad de California, en San Francisco, aunque aquellos médicos acostumbrados a ver imágenes por el microscopio exigirán una mejor calidad de imagen. "Los médicos son conservadores", afirma. Lam está trabajando con un grupo de ingenieros dedicados a la integración de la microscopia convencional, basada en lentes, con los teléfonos móviles.


Los investigadores de UCLA están mejorando la calidad de las imágenes tanto con el uso de software como de hardware. "Con un tipo de procesamiento más avanzado, podemos hacer análisis más detallados y extraer imágenes de las sombras con una resolución lo suficientemente aceptable como para mostrar características subcelulares", afirma Ozcan.

El grupo de UCLA también ha creado una nueva versión del microscopio que integra un truco óptico utilizado para mejorar el contraste de imagen en los microscopios convencionales. Este método, llamado contraste de interferencia diferencial, utiliza un prisma para dividir el haz de luz en dos haces con distintas polarizaciones antes de pasar a iluminar la muestra, y un segundo prisma para recombinarse después pasar por la muestra. La combinación de los dos haces produce una imagen con un contraste mejorado. Este método hace que sea posible ver muchos tipos de bacterias transparentes sin tener que usar manchas. Añadir la interferencia de contraste a un microscopio convencional cuesta cerca de 1.000 dólares, puesto que cada uno de los prismas debe ser cuidadosamente alineado con las lentes. El método de UCLA es holográfico, y en efecto genera dos imágenes de cada célula, cada una realizada con luz de polarización distinta. Estas imágenes se procesan y se recombinan para obtener más información a partir de una muestra y para producir un mejor contraste.


En el microscopio de UCLA, los elementos de contraste de fase se pueden añadir y quitar a través del mismo pequeño cajón donde se carga la muestra puesto que no hay otros elementos con los que realizar la alineación. El único coste de materiales es el de los 2 dólares de los prismas, unas películas de cristal de cuarzo de 100 micrómetros de espesor, lo que sube el coste total del dispositivo a cerca de 3 dólares.

Ozcan está trabajando en la actualidad con una startup llamada Holoscope, con sede en Santa Mónica, California, para desarrollar el microscopio. Afirma que la empresa desarrollará los microscopios lo largo de dos líneas, una para el mercado educativo y otra para la realización de hemogramas completos.

miércoles, 21 de abril de 2010

Inauguran la instalación de microscopía más avanzada de España

Se acaba de abrir el Laboratorio de Microscopía Avanzada de Zaragoza (LAZ), que permitirá a los investigadores la observación de materiales a un tamaño minúsculo para controlar y analizar sus propiedades. Se trata de la instalación de estudios mícrométricos más avanzada de nuestro país y servirá para desarrollar biosensores, biotecnología, nuevos materiales, innovaciones en automoción, etc. En el Campus Ebro de la Universidad de Zaragoza se acaba de inaugurar el nuevo edificio de Institutos Universitarios de Investigación, que alberga el Laboratorio de Microscopía Avanzada (LMA). Se trata la instalación más importante de España en microscopía, pues acoge uno de los microscopios más avanzados del mundo por su resolución. Esta nueva institución pertenece al Mapa de Instalaciones Científicas y Tecnológicas Singulares (ICTS).

El LMA permitirá a los investigadores la observación de materiales a un tamaño minúsculo para controlar y analizar sus propiedades. De este modo podrán desarrollar tecnología específica como nuevos dispositivos informáticos, biosensores para detectar virus o proteínas, nuevos materiales gracias a la observación y manipulación microscópica que avanzará en áreas como la farmacología, biomedicina, biotecnología, electrónica, nanotecnología agroalimentación, y otras aplicaciones en sectores económicos como por ejemplo las energía renovables y la automoción.



Sincrotrón, GRANTECAN...



En los últimos meses se han puesto en marcha dos importantes ICTS: el Gran Telescopio Canarias y el Sincrotrón Alba de Barcelona, a los que se suma ahora el LMA. El Mapa de ICTS hasta 2025 supone una inversión total de 3.800 millones de euros, de los que hasta la fecha ya se han invertido casi 900.


Como explican desde el ministerio, "las ICTS son una herramienta experimental de vanguardia, de alto valor añadido, al servicio de la comunidad científica, tecnológica e industrial y de las administraciones. Son únicas en España por su contenido y sus prestaciones, de utilidad para el sistema de I+D+i de nuestro país y de los investigadores, avanzada científica y tecnológicamente, imprescindible para realizar determinadas investigaciones y/o desarrollos tecnológicos". "Su construcción y/o conservación es prioritaria" apuntan.

Fuente: Muyinteresante