Extraer un tumor del cerebro es una tarea delicada, y si no se extirpa de forma adecuada puede traer consecuencias catastróficas, como dañar alguna función cerebral, motriz o de control de algún órgano vital. Con el objetivo de hacer esta labor más precisa, el mexicano David Oliva Uribe diseñó desde Bruselas, Bélgica, un “bisturí inteligente” que determina si un área es sana o tumorosa.

El artefacto está diseñado para usarse en la sala de operaciones, cuando ya se diagnosticó un tumor en el cerebro y la única solución es quitarlo. La herramienta tiene el tamaño de un bisturí, pero la punta es esférica y de un diámetro menor a un milímetro.

El prototipo fue probado en tumores artificiales y tejido cerebral porcino, donde se obtuvieron excelentes resultados y demostró la viabilidad de entrar a la fase de pruebas con humanos.

Cuenta con sensores integrados que al momento de pasarlo por la superficie avisa al neurocirujano mediante indicadores visuales y/o auditivos el estado del tejido, afín de no distraer. Los resultados se obtienen en menos de medio segundo, y como consecuencia se ahorra tiempo vital durante la operación.

“A pesar de que las técnicas de escaneo de imagen como la resonancia magnética y el ultrasonido localizan un tumor de manera precisa antes de la operación, durante la apertura craneal y a lo largo del procedimiento quirúrgico hay muchos factores que pueden llevar a la pérdida de esta posición, por ello la resección (remover un tumor) depende de la experiencia, sentidos de vista y tacto del cirujano”, explicó el maestro en mecánica, egresado del Tecnológico de Monterrey.

Durante la cirugía, el médico sólo tiene dos formas de reconocer los bordes de un tumor; por medio de la observación del microscopio o las herramientas de manipulación del tejido, con las cuales se pierde sensibilidad de textura del cerebro, de ahí la importancia de contar con un instrumento de precisión que tenga mayor sensibilidad que el tacto del cirujano.

Oliva Uribe, expresidente de la Red de Talentos Mexicanos en el Exterior, capítulo Bélgica, explicó que el instrumento está diseñado para localizar tumores en fase temprana, momento en que es visible a través de la resonancia magnética pero en la sala de operaciones no, debido a que su característica física es semejante a la del tejido sano, lo que dificulta diferenciarlo.

Durante seis años se ha desarrollado el diseño del dispositivo, la parte mecánica y de sensores se realizó en la Universidad de Hannover, Alemania y hospitales especializados en neurocirugía, y el procesamiento digital en la Universidad Libre de Bruselas, Bélgica (VUB).

Tecnología para instrumentos médicos

Oliva Uribe detalló que la tecnología de los sensores puede hacerse miniatura y adaptarse para detectar tumores en otras áreas del cuerpo, como de estómago o intestino, donde es necesario introducir un aparato diminuto llamado endoscopía para evaluar el tejido y extraer el área maligna.

Además, es posible extenderlo en la aplicación de cirugías asistida por robots, porque la tecnología del sensor tiene la calidad para dar autonomía a estos aparatos de teleoperaciones. (Agencia ID)

El clúster híbrido Xiuhcóatl del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) efectúa 250 billones de operaciones en un segundo, o recibir la misma cantidad de instrucciones, para actividades académicas de la propia institución. El potencial de esta súper computadora se encuentra ahora a disposición de investigadores, empresas e industrias, así como instituciones del sector público que requieran procesamiento de grandes volúmenes de información.
Así lo explica el doctor Mariano Gamboa Zúñiga, coordinador general de Servicios de Tecnologías de la Información y Comunicaciones del Cinvestav, quien agrega que el clúster ha sido una importante herramienta para proyectos científicos y tecnológicos de gran envergadura relacionados con el cómputo numérico de alto rendimiento o en áreas como astronomía, ciencias atmosféricas, física, ciencias nucleares, química, matemáticas e ingeniería, así como a aplicaciones concernientes con procesos de memoria compartida o distribuida y cálculo tipo vectorial.
La súper computadora, que se aloja en la Unidad Zacatenco de Cinvestav, ha dado atención a 72 proyectos propuestos por 54 investigadores de la entidad académica, y de ellos se han realizado 48 artículos arbitrados, 61 publicados, 22 para congresos nacionales, 29 para internacionales, y de han desarrollado 29 tesis de doctorado y 11 de maestría, puntualiza el doctor Gamboa Zúñiga.
A Xiuhcóatl, que en náhuatl significa serpiente de fuego, se le denomina clúster híbrido porque integra procesadores Intel y AMD, además de incorporar una tecnología emergente llamada GPGPU (General-Purpose Computation on Graphics Processing Units). Cuenta con más de 250 teraflops, entendiendo que un teraflop es capaz de realizar un billón de instrucciones por segundo.
El clúster de Cinvestav está conformado por 170 servidores que funcionan con nodos de cómputo, con tres mil 480 núcleos de procesamiento (cada uno es un procesador por sí mismo), lo cual hace posible tener un consumo energético 15 por ciento más bajo que tecnologías anteriores; además tiene siete mil 200 GB de memoria RAM y un almacenamiento local total de 45 mil 350 GB.
Si bien los equipos de súper cómputo de tales magnitudes benefician el sector académico, principalmente en apoyo a la investigación científica y tecnológica, para los sectores gubernamental y empresarial ofrece las posibilidades de alojamiento y desarrollo de aplicaciones que requieran de alto nivel de almacenamiento, capacitación virtual, servicios de nube y renta de servidores, puntualiza el doctor Gamboa Zúñiga, quien es miembro de la Comisión de Especialidad de Ingeniería Electrónica y Comunicación, de la Academia de Ingeniería de México.
“El costo de nuestros servicios es razonable en relación a lo que se ofrece a nivel internacional, y no se compara con el desembolso que puede significar la compra de equipo de esta magnitud”, recalca el responsables del clúster de Cinvestav.
Cabe destacar que Xiuhcóatl forma parte del Laboratorio Nacional de Computo de Alto Desempeño (LANCAD), conformado también por los clústeres Yoltla de la Universidad Autónoma Metropolitana y Miztli de la Universidad Nacional Autónoma de México; en conjunto forman la “grid” de supercomputo más grande de México con un rendimiento teórico de 628.14 Teraflops.
Los tres clústeres están conectados por medio de la Delta Metropolitana de súper computo, una red de fibra óptica monomodo de 72 hilos de 108.4 kilómetros de longitud instalada a lo largo de las estaciones del metro Politécnico, UAM-I y Universidad, y un ancho de banda de 10 gigabytes.
Finalmente, vale la pena señalar que China cuenta con la súper computadora más potente del mundo, Tianhe-2, con capacidad de 33.86 petaflops por segundo, lo que significa que puede realizar mil billones de operaciones por segundo.
El segundo lugar lo ocupa Titan, la máquina estadounidense que está en el Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory y tiene una velocidad casi la mitad de operaciones en el mismo lapso. (Agencia ID)

Por un innovador tratamiento, que permite dirigir en forma selectiva nanopartículas de óxido de hierro hacia sus “blancos” celulares en la sangre para combatir trastornos inflamatorios de tipo crónico o cáncer que fue probado exitosamente en cultivos celulares y modelos animales, la doctora Andrea de Vizcaya Ruiz, fue reconocido con el Premio a la Innovación en Bionanotecnología Cinvestav-Neolpharma 2015.

La investigación plantea que es posible aprovechar un grupo de proteínas presentes en el plasma sanguíneo (porción líquida de la sangre que contiene glóbulos rojos, blancos y plaquetas) como vehículo acarreador de las nanopartículas de hierro para dirigirlas hacia un grupo de células conocidas como macrófagos que pertenecen al sistema inmunitario.

De Vizcaya Ruiz, quien también es coordinadora del Departamento de Toxicología del Centro de Investigación de Estudios Avanzados (Cinvestav), realizó este trabajo junto con el estudiante de doctorado Vicente Rivera Escamilla.

En la investigación encontraron que al introducir las nanopartículas de hierro a un medio biológico como la sangre, su superficie queda cubierta enseguida por biomoléculas que forman una capa conocida en la jerga biomédica como “corona de proteínas”.

De Vizcaya Ruiz evaluó si esta interacción podría aprovecharse para guiar a las nanopartículas hacia órganos ricos en macrófagos utilizando proteínas del llamado sistema de complemento, que es una de las piezas vitales de la respuesta del sistema inmunitario ante la entrada de agentes invasores.

Para ello usaron tres clases de nanopartículas de óxido de hierro: dos de ellas estaban recubiertas con polímeros (polietilenglicol y polivinilpirrolidona) y la otra carecía de recubrimiento y encontraron que la interacción entre éstas y las proteínas del plasma sanguíneo favorece la acumulación de macrófagos.

Además, en sus ensayos in vitro observaron que la biocompatibilidad fue mayor al usar nanopartículas recubiertas con polietilenglicol, lo cual contribuyó a hacer más eficientes y con menos efectos colaterales las terapias anticancerígenas que probaban. Además, con el recubrimiento formado por la corona de proteínas se redujo la toxicidad del tratamiento.

Posteriormente, usaron un modelo en animales de experimentación y encontraron que al atraer y retener proteínas del sistema de complemento, las nanopartículas se acumularon sobre todo en órganos ricos en macrófagos, como el hígado y el bazo, además de inducir la activación del sistema inmunitario.

El hallazgo de De Vizcaya Ruiz podría aplicarse en el futuro en ensayos clínicos con humanos; por ejemplo, en el diseño de nanopartículas que en su formulación contengan activadores de las mencionadas proteínas del sistema de complemento, para que puedan dar justo en el blanco celular deseado.

Asimismo, la activación del sistema inmunitario inducida por las nanopartículas recubiertas con polietilenglicol podría utilizarse como complemento para estimular la respuesta del huésped ante enfermedades infecciosas.

El Premio a la Innovación en Bionanotecnología fue instituido en 2013 por el Cinvestav y el grupo farmacéutico Neolpharma para promover la investigación científica, potenciar la innovación y contribuir a mejorar la salud en México.

Durante la ceremonia de premiación realizada en el auditorio José Adem, del Cinvestav, el director de la institución, José Mustre de León, recordó que actualmente el sector público aporta alrededor del 70 por ciento de la inversión en ciencia y tecnología, por lo cual este tipo de reconocimientos con