En enero de 2009, la vida del ingeniero Michel Meunier, profesor de la Polytechnique Montréal, cambió drásticamente. Al igual que otros, había observado que el pulso extremadamente corto de un láser de femtosegundo 0.000000000000001 segundo podría hacer que los agujeros del tamaño de un nanómetro aparecieran en siliciocuando estaba cubierto por nanopartículas de oro. Pero este investigador, reconocido internacionalmente por sus habilidades en láser y nanotecnología, decidió ir un paso más allá con lo que entonces era solo una curiosidad de laboratorio. Se preguntó si sería posible pasar del silicio a la materia viva., de inorgánico a orgánico. ¿Podrían las nanopartículas de oro y el láser de femtosegundo, este "bisturí ligero", reproducir el mismo fenómeno con las células vivas?
El profesor Meunier comenzó a trabajar en células in vitro en su laboratorio Polytechnique. El desafío consistía en hacer una incisión nanométrica en la membrana extracelular de las células sin dañarla. Utilizando nanopartículas de oro que actuaban como "nanolentes", el profesor Meunier se dio cuenta de que era posibleconcentrar la energía de la luz proveniente del láser a una longitud de onda de 800 nanómetros. Dado que las células absorben muy poca energía a esta longitud de onda, se preserva su integridad. ¡Misión cumplida!
En base a este hallazgo, el profesor Meunier decidió trabajar en células in vivo, células que forman parte de una estructura de células vivas complejas, como el ojo, por ejemplo.
El ojo y el bisturí ligero
En abril de 2012, el profesor Meunier conoció a Przemyslaw Sapieha, un oftalmólogo de renombre internacional, particularmente reconocido por su trabajo en la retina. "Mike", a medida que avanza, es profesor en el Departamento de Oftalmología de la Universidad de Montreal y uninvestigador del Centro internacional de santidad y servicios sociales CIUSSS de l'Est-de-l'Île-de-Montréal. Inmediatamente vio el potencial de esta nueva tecnología y todo lo que se podía hacer a simple vista si pudierabloquea el efecto dominó que ocurre después de un desencadenante que conduce al glaucoma o la degeneración macular, por ejemplo, al inyectar drogas, proteínas o incluso genes.
Sin embargo, el uso de un láser de femtosegundo para tratar el ojo, un órgano altamente especializado y frágil, es muy complejo. El ojo es parte del sistema nervioso central y, por lo tanto, muchas de las células o familias de células que lo componen sonneuronas. Y cuando una neurona muere, no se regenera como lo hacen otras células. Por lo tanto, la primera tarea de Mike Sapieha era asegurarse de que un láser de femtosegundo pudiera usarse en una o varias neuronas sin afectarlas. Esto es lo que se conoce como "pruebade concepto "
Prueba de concepto
Mike y Michel recurrieron al investigador de bioquímica Ariel Wilson, experto en estructuras oculares y mecanismos de visión, así como al profesor Santiago Costantino y su equipo del Departamento de Oftalmología de la Université de Montréal y el CIUSSS de l'Est-de-l'Île-de-Montréal por su experiencia en biofotónica. El equipo primero decidió trabajar en células sanas, porque se entienden mejor que las células enfermas. Inyectaron nanopartículas de oro combinadas con anticuerpos para atacar células neuronales específicas en el ojo, y luego esperaronpara que las nanopartículas se asienten alrededor de las diversas neuronas o familias de neuronas, como la retina. Después del destello brillante generado por el láser de femtosegundo, se produjo el fenómeno esperado: aparecieron pequeños agujeros en las células de la retina del ojo, lo que hizo posible que efectivamenteinyecte drogas o genes en áreas específicas del ojo. Fue otra victoria para Michel Meunier y sus colaboradores, con estos resultados concluyentes que ahora abren el camino a nuevostratamientos
La característica clave de la tecnología desarrollada por los investigadores de Polytechnique y CIUSSS de l'Est-de-l'Île-de-Montréal es su extrema precisión. Con el uso de nanopartículas de oro funcionalizadas, el bisturí ligero hace posiblelocalizar con precisión la familia de células donde el médico tendrá que intervenir.
Tras haber demostrado con éxito la prueba de concepto, el profesor Meunier y su equipo presentaron una solicitud de patente en los Estados Unidos. Este tremendo trabajo también fue objeto de un artículo revisado por un impresionante comité de lectura y publicado en la reconocida revista Nano letras en octubre de 2018.
Si bien todavía hay mucha investigación por hacer, al menos 10 años, primero en animales y luego en humanos, esta tecnología podría marcar la diferencia en una población que envejece y sufre un deterioro ocular para el que existentodavía no hay tratamientos efectivos a largo plazo. También tiene la ventaja de evitar el uso de virus comúnmente empleados en la terapia génica. Estos investigadores están estudiando las aplicaciones de esta tecnología en todas las enfermedades oculares, pero más particularmente en el glaucoma, la retinitis y la degeneración macular.
Este bisturí ligero no tiene precedentes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Polytechnique Montréal . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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