El trabajo surgió a partir de la detección de problemas en algunos pacientes luego de que se realizaran una cirugía ocular refractiva que permite “sacarse los anteojos”. En algunos casos, los pacientes presentaban ectasia corneal, es decir que lacórnea, luego de la cirugía, adopta una forma cónica irregular como consecuencia de la alteración de la estructura interna del tejido, enfermedad llamada queratocono. Fue entonces que los investigadores comenzaron a estudiar cómo realizar el diagnóstico en los casos de queratocono; buscaron identificar marcadores moleculares, proteínas o genes que posibiliten la detección de la enfermedad y lograron confirmar los marcadores corneales obtenidos en un estudio experimental previo.
Con estos datos diseñaron el dispositivo para el diagnóstico, a partir del empleo de la tecnología de Sistemas Micro Electro Mecánicos (MEMS), que permite minimizar la cantidad de reactivos y reducir el tiempo de obtención de resultados.
Laboratorio sobre un chip
“A los mismos procesos de fabricación que se utilizan para los chips electrónicos, se agrega la posibilidad de hacer estructuras tridimensionales y usar otros materiales como polímeros, que son compatibles con varios procesos biológicos o químicos. Esta tecnología se denomina MEMS (Sistemas Micro Electro Mecánicos)” señaló a Argentina Investiga el bioingeniero Fabio Ariel Guarnieri, responsable del proyecto e investigador del Conicet. El proceso se inicia a partir del trabajo sobre modelos matemáticos y computacionales; se simula toda la geometría y la físico-química del proceso. Una vez que se obtiene el diseño preliminar, se realizan las pruebas y por último se puede fabricar. En esta última etapa del diseño del nanodispositivo trabaja el laboratorio de BioMEMS de la Facultad de Ingeniería.
El objetivo de la investigación es poder aplicarla, generar un producto desde la Universidad con colaboradores que pueden estar en otras instituciones o en instituciones privadas e, incluso, hasta con inversores, para que sea utilizado directamente por la sociedad; en este caso, por los oftalmólogos. “La información de que dispondremos sobre nuestra salud cambiará mucho en los próximos años. Para los pueblos alejados de los grandes centros urbanos y, por ende, de los centros de salud de mayor complejidad, puede significar un verdadero cambio. Quizás, en horas, la información puede ser transmitida por computadora” agrega el Dr. Guarnieri.
Nanotecnología, desarrollo local
De acuerdo a su definición, la nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a nanoescala. La medida de un nanómetro es un millón de veces más pequeña que el milímetro. Los especialistas coinciden en afirmar que en esta escala existen propiedades totalmente nuevas por descubrir. Por ejemplo, este desarrollo permite “manipular un tejido que está en un líquido, aplicarle un campo eléctrico para que se separe, como la electroforesis y, después, llevarlo a otro lugar donde se detecte la separación de esas proteínas. También, se puede medir la conductancia de esa sustancia donde van pasando las proteínas y así tener de nuevo una señal eléctrica. Todo ese proceso dentro de un mismo chip; por eso se llama ‘Lab on a chip’”.
Mediante este microdispositivo podrá realizarse el análisis proteómico que permita diagnosticar el queratocono, lo que redunda en una mayor comodidad para el oftalmólogo y del paciente. De esta manera, los dispositivos posibilitan miniaturizar ensayos que comúnmente se hacen en laboratorios bioquímicos.
Debemos pensar que hace 50 años una computadora ocupaba una habitación completa, con una persona que se encargaba de las tintas, otra del mantenimiento y otra de limpiar la habitación. Hoy en día, una notebook o un celular smartphone cumplen todas esas funciones. “Con este tipo de chips, se necesitará formar gente capaz de procesar la información. En la Facultad de Ingeniería está la carrera de informática, donde se diseña e investiga el procesamiento de la información”, señala el Dr. Guarnieri.
La investigación y desarrollo del chip se da en el marco de una red financiada mediante una línea especial para nanotecnología, otorgada por la Agencia Nacional de Promoción Científico y Tecnológica. Este nodo lo integran la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Entre Ríos, cabecera del nodo, la Universidad Nacional del Nordeste, el Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo (IMBECU-Conicet), el Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC-UNL) perteneciente a la Universidad Nacional del Litoral y al Conicet, y la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) en sus sedes Constituyentes y Bariloche.
Chip capaz de diagnosticar enfermedades oculares
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El diseño, simulación y fabricación de nano y microdispositivos con aplicaciones en oftalmología es el trabajo de investigadores del laboratorio BioMEMS. El desarrollo en particular de este chip permite miniaturizar ensayos que por lo general se hacen en laboratorios bioquímicos, además de mayor rapidez y precisión en los resultados, ahorro de energía, menores costos y un diagnóstico ambulatorio de enfermedades oculares como el queratocono. Carolina Campos