Parece que todo se está volviendo inalámbrico en estos días. Eso ahora incluye esfuerzos para reprogramar el genoma humano.
Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Buffalo describe cómo los investigadores controlaron de forma inalámbrica el FGFR1, un gen que juega un papel clave en la forma en que los humanos crecen de embriones a adultos, en el tejido cerebral cultivado en laboratorio.
La capacidad de manipular el gen, dicen los autores del estudio, podría conducir a nuevos tratamientos contra el cáncer y formas de prevenir y tratar trastornos mentales como la esquizofrenia.
El trabajo, encabezado por los investigadores de la UB Josep M. Jornet, Michal K. Stachowiak, Yongho Bae y Ewa K. Stachowiak, se informó en la edición de junio del Actas del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos .
Representa un paso adelante hacia la tecnología de manipulación genética que podría alterar el tratamiento del cáncer, así como la prevención y el tratamiento de la esquizofrenia y otras enfermedades neurológicas. Se centra en la creación de un nuevo subcampo de investigación que los autores del estudio llaman "optogenómica ", o controlar el genoma humano a través de la luz láser y la nanotecnología.
"El potencial de las interfaces optogenómicas es enorme", dice el coautor Josep M. Jornet, PhD, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB ". Podría reducir drásticamente la necesidad de medicamentosmedicamentos y otras terapias para ciertas enfermedades. También podría cambiar la forma en que los humanos interactúan con las máquinas ".
De "optogenética" a "optogenómica"
Durante los últimos 20 años, los científicos han estado combinando óptica y genética, el campo de la optogenética, con el objetivo de emplear luz para controlar cómo interactúan las células entre sí.
Al hacer esto, uno podría desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades al corregir los errores de comunicación que ocurren entre las células. Si bien es prometedor, esta investigación no aborda directamente el mal funcionamiento de los planos genéticos que guían el crecimiento humano y subyacen a muchas enfermedades.
La nueva investigación comienza a abordar este problema porque el FGFR1, que significa Receptor 1 del factor de crecimiento de fibroblastos, domina más de aproximadamente 4.500 otros genes, aproximadamente una quinta parte del genoma humano, según lo estimado por el Proyecto Genoma Humano, dicecoautor del estudio Michal K. Stachowiak.
"En algunos aspectos, es como un gen jefe", dice Stachowiak, PhD, profesor del Departamento de Patología y Ciencias Anatómicas de la Facultad de Medicina y Ciencias Biomédicas de Jacobs en la UB ". Al controlar el FGFR1, uno puede, teóricamente, prevenir la propagación generalizadadesregulaciones genéticas en la esquizofrenia o en el cáncer de mama y otros tipos de cáncer "
interruptores de palanca activados por luz
El equipo de investigación pudo manipular FGFR1 mediante la creación de pequeños implantes cerebrales fotónicos. Estos dispositivos inalámbricos incluyen nano-láser y nano-antenas y, en el futuro, nano-detectores.
Los investigadores insertaron los implantes en el tejido cerebral, que se cultivó a partir de células madre pluripotentes inducidas y mejorado con interruptores de palanca moleculares activados por la luz. Luego activaron diferentes luces láser: láser azul común, láser rojo y láser rojo lejano.en el tejido
La interacción permitió a los investigadores activar y desactivar FGFR1 y sus funciones celulares asociadas, esencialmente pirateando el gen. El trabajo puede eventualmente permitir que los médicos manipulen la estructura genómica de los pacientes, proporcionando una forma de prevenir y corregir anormalidades genéticas, dice Stachowiak, quientambién tiene una cita en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la UB, un programa conjunto entre la Escuela Jacobs y la escuela de ingeniería de la UB.
Próximos pasos
El desarrollo está lejos de ingresar al consultorio del médico o al hospital, pero el equipo de investigación está entusiasmado con los próximos pasos, que incluyen pruebas en 3D "mini-cerebros" y tejido canceroso. Otros autores del estudio incluyen a Pei Miao y Amit Sangwan de la UBDepartamento de Ingeniería Eléctrica; Brandon Decker, Aesha Desai, Christopher Handelmann del Departamento de Patología y Ciencias Anatómicas de la UB; Liang Feng, PhD, de la Universidad de Pensilvania; y Anna Balcerak del Centro de Cáncer e Instituto de Oncología Memorial Maria Sklodowska-CurieEn Polonia.
El trabajo fue apoyado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Cory Nealon. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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