El aparato a pilas que permite reprogramar el ADN para tratar enfermedades incurables

Poder controlar las respuestas de nuestro cuerpo ante las enfermedades mediante una aplicación está hoy más cerca que nunca gracias al reciente descubrimiento de un grupo de científicos. Los investigadores aseguran haber creado un dispositivo que controla la función del ADN humano mediante electricidad, un avance sin precedentes que permite reprogramar nuestros genes a voluntad para tratar enfermedades incurables hasta ahora como la diabetes.

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Los científicos han creado una interfaz alimentada por pilas a la que denominan “tecnología de regulación accionada por corriente continua” o “DART”. Esta interfaz puede desencadenar respuestas génicas específicas, es decir, activar o desactivar grupos de genes mediante corrientes eléctricas. Jinbo Huang, director del estudio y biólogo molecular de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH), describe el dispositivo como "un salto adelante, que permitirá controlar genes en un futuro no tan lejano", según recoge el artículo publicado en la revista científica Nature.

Los sistemas electrónicos y los biológicos funcionan de formas tan diferentes que sin una interfaz con la que puedan comunicarse serían incompatibles. “Mientras que los sistemas biológicos son analógicos, programados por la genética, actualizados lentamente por la evolución y controlados por iones que fluyen a través de membranas aisladas, los sistemas electrónicos son digitales, programados por software fácilmente actualizable y controlados por electrones que fluyen a través de cables aislados", explican los científicos.

Con esta idea en mente, el equipo se propuso crear una conexión directa entre ambos mundos. Los científicos consideran que "las interfaces electrogenéticas que permiten a los aparatos electrónicos controlar la expresión genética son el eslabón perdido en el camino hacia la plena compatibilidad del mundo electrónico y genético".

Cómo lo hicieron

Las baterías de DART producen una corriente continua que genera moléculas de oxígeno a niveles bajos y que activan las proteínas KEAP1 y NRF2, unos "interruptores moleculares" que hay en nuestras células. Luego, estas proteínas se mueven hacia el núcleo celular y activan la expresión del gen que se quiere controlar.

Tras probarlo en células humanas, los investigadores aplicaron este método a un modelo de ratón con diabetes de tipo 1. Usando agujas de acupuntura como electrodos, los científicos lograron activar los genes implicados en la regulación de las dosis de insulina, una hormona esencial para el tratamiento de la diabetes. Como consecuencia, las concentraciones de glucosa en sangre de los ratones volvieron a sus niveles normales.

Las futuras aplicaciones de esta tecnología van más allá de tratamientos para la diabetes. "Aunque elegimos la producción de insulina controlada por DART para la validación de la prueba de concepto, debería ser sencillo vincular el control DART a la producción y dosificación in situ de una amplia gama de productos biofarmacéuticos", explica el equipo.

El internet de los cuerpos

Huang y sus colegas afirman que su tecnología sienta las bases para el desarrollo de aparatos de control de genes “electrocontrolados y portátiles” con el potencial de conectar las intervenciones médicas al ‘internet del cuerpo’”. El internet del cuerpo es un concepto derivado del ‘internet of bodies’ (IoB) y hace referencia al uso de dispositivos conectados a internet que monitorizan y controlan datos médicos de nuestros cuerpos, como las constantes vitales. Actualmente, existen marcapasos inteligentes de tecnología avanzada capaces de analizar el ritmo cardíaco y ajustar la frecuencia de estimulación del corazón de acuerdo a las necesidades del paciente.

La tecnología desarrollada por Huang y su equipo podría desarrollarse en forma de pulseras inteligentes, también conocidas como wearables, las cuales son muy útiles en el ámbito médico debido a su capacidad para medir y recopilar datos de salud de forma continua. Estas pulseras permiten actualmente seguir la actividad física, medir la frecuencia cardíaca, controlar el sueño y otros signos vitales como la saturación de oxígeno en sangre, pero en el futuro serán vitales para hacer realidad el sueño de la medicina personalizada.

Los científicos del estudio concluyen que las “interfaces electrogenéticas sencillas como DART, que interconectan funcionalmente sistemas biológicos analógicos con dispositivos electrónicos digitales, son muy prometedoras para diversas terapias futuras basadas en genes y células”. Como intervenciones genéticas, la dosificación de medicinas o la supervisión en remoto de pacientes en tiempo real. Lo que supone un gran paso hacia la integración tecnológica en el cuerpo humano.