De cumplirse el objetivo de este equipo científico, cuyo centro de operaciones es la Universidad de Wisconsin Madison en los Estados Unidos, en unos cuantos años cada persona en el mundo llevará consigo la fórmula de su propia vida.
El mapeo óptico por medio de nanocanales es una técnica en desarrollo que promete agilizar y bajar los costos del proceso de lectura del genoma humano. El objetivo final es encontrar una "genética personalizada" a un bajísimo costo: apenas un dólar.
¿Imposible? No es la opinión de Juan Pablo Hernández, ingeniero mecánico con estudios en química y biología y profesor de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional. Él es experto en física de polímeros e integrante de este grupo de científicos que, en asocio con la Universidad Nacional, está revolucionando la genética y sus aplicaciones.
¿Cómo funciona el mapeo óptico?
" El mapeo presenta las moléculas del ADN, las estira, les adiciona una enzimas (restrictoras). Éstas se pegan y generan una especie de código de barras que lee en un microscopio. Un computador y un robot le toman fotos a ese código. El sistema mide la distancia y las compara con una secuencia (de ADN) que ya se conozca y se sabe en qué parte del genoma está".
¿Para qué sirve?
"La distancia entre esos puntos y la secuencia de éstos es lo que uno mira para traer el genoma. Con estos, ya uno sabe dónde empieza cada gen. Si en una cadena de ADN encontramos que hay una longitud más larga o más corta, eso es una aberración. Uno entra a estudiar si esta es normal o anormal, que pueda ser una enfermedad, un cáncer...".
¿Cómo ha sido el proceso de trabajo?
"Lo más importante es presentar las moléculas. Se tienen que estirar para poder verlas bien, porque si están como en un espagueti uno no las puede diferenciar.
Desde que estoy acá hemos estudiado cómo presentar esas moléculas. Lo primero que hicimos fue hacer microcanales, tuberías que miden micras y se hacen con técnicas de litografía, las mismas técnicas con las que se hacen semiconductores y chip para computadores. Lo primero que hicimos fue ir a las moléculas con flujos. Uno les pone un flujo con una jeringa y ellas se van estirando, pero eso nos daba una incidencia muy baja en la lectura".
Y ahora utilizan una técnica diferente...
"En vez de utilizar microcanales utilizamos nanocanales, más pequeños todavía. Ya no podemos utilizar flujos sino que utilizamos campos eléctricos. Usamos corriente para estirar las moléculas. Cuando ellas se estiran en el nanocanal, se presentan más fácil, se leen más eficientemente, hay mejor resolución en las fotos".
¿Cómo termina un ingeniero mecánico trabajando en este proyecto?
"Lo que yo hago es estudiar la física detrás de ese proceso: los campos eléctricos, la aerodinámica, la estática".
¿Esta técnica es costosa?
"La primera secuencia del genoma humano valió tres billones de dólares. Hay un programa del Instituto Americano de Salud en el que el genoma tiene que valer un dólar. Eso se está tratando de obtener. En este momento estamos alrededor de mil dólares, pero hace dos años valía 10.000. En unos cinco o seis meses con las máquinas de última generación va a valer 500 dólares. Lo que se quiere es que los métodos sean tan fáciles y baratos que sea una herramienta única de trabajo. Que usted llegue con dolor de cabeza y le hagan su genoma. Esto permitiría que se personalice el tratamiento de cada individuo para que se pueda usar en diagnósticos clínicos".
¿En qué etapa del proyecto están?
"Queremos que el sistema se vuelva práctico porque nosotros somos capaces de hacerlo en un computador o en un laboratorio, pero con gente de 20 años de experiencia. Hay que tomar ese sistema y reducirlo a un aparato que cualquier médico del mundo pueda utilizar".
¿Así de simple es el procedimiento?
"Es muy fácil, es muy simple la manipulación y la lectura de las moléculas. Los nanocanales y la forma en que estamos trabajando permite que cualquiera que tenga un entrenamiento en química básico sea capaz de hacerlo".
¿Qué es lo que más le ha sorprendido de este proyecto?
"La complejidad y perfección de la naturaleza. No hay seres humanos iguales, ni siquiera hay una célula mía igual a otra. Ojalá algún día tengamos la posibilidad de entendernos completamente".
El mapeo óptico por medio de nanocanales es una técnica en desarrollo que promete agilizar y bajar los costos del proceso de lectura del genoma humano. El objetivo final es encontrar una "genética personalizada" a un bajísimo costo: apenas un dólar.
¿Imposible? No es la opinión de Juan Pablo Hernández, ingeniero mecánico con estudios en química y biología y profesor de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional. Él es experto en física de polímeros e integrante de este grupo de científicos que, en asocio con la Universidad Nacional, está revolucionando la genética y sus aplicaciones.
¿Cómo funciona el mapeo óptico?
" El mapeo presenta las moléculas del ADN, las estira, les adiciona una enzimas (restrictoras). Éstas se pegan y generan una especie de código de barras que lee en un microscopio. Un computador y un robot le toman fotos a ese código. El sistema mide la distancia y las compara con una secuencia (de ADN) que ya se conozca y se sabe en qué parte del genoma está".
¿Para qué sirve?
"La distancia entre esos puntos y la secuencia de éstos es lo que uno mira para traer el genoma. Con estos, ya uno sabe dónde empieza cada gen. Si en una cadena de ADN encontramos que hay una longitud más larga o más corta, eso es una aberración. Uno entra a estudiar si esta es normal o anormal, que pueda ser una enfermedad, un cáncer...".
¿Cómo ha sido el proceso de trabajo?
"Lo más importante es presentar las moléculas. Se tienen que estirar para poder verlas bien, porque si están como en un espagueti uno no las puede diferenciar.
Desde que estoy acá hemos estudiado cómo presentar esas moléculas. Lo primero que hicimos fue hacer microcanales, tuberías que miden micras y se hacen con técnicas de litografía, las mismas técnicas con las que se hacen semiconductores y chip para computadores. Lo primero que hicimos fue ir a las moléculas con flujos. Uno les pone un flujo con una jeringa y ellas se van estirando, pero eso nos daba una incidencia muy baja en la lectura".
Y ahora utilizan una técnica diferente...
"En vez de utilizar microcanales utilizamos nanocanales, más pequeños todavía. Ya no podemos utilizar flujos sino que utilizamos campos eléctricos. Usamos corriente para estirar las moléculas. Cuando ellas se estiran en el nanocanal, se presentan más fácil, se leen más eficientemente, hay mejor resolución en las fotos".
¿Cómo termina un ingeniero mecánico trabajando en este proyecto?
"Lo que yo hago es estudiar la física detrás de ese proceso: los campos eléctricos, la aerodinámica, la estática".
¿Esta técnica es costosa?
"La primera secuencia del genoma humano valió tres billones de dólares. Hay un programa del Instituto Americano de Salud en el que el genoma tiene que valer un dólar. Eso se está tratando de obtener. En este momento estamos alrededor de mil dólares, pero hace dos años valía 10.000. En unos cinco o seis meses con las máquinas de última generación va a valer 500 dólares. Lo que se quiere es que los métodos sean tan fáciles y baratos que sea una herramienta única de trabajo. Que usted llegue con dolor de cabeza y le hagan su genoma. Esto permitiría que se personalice el tratamiento de cada individuo para que se pueda usar en diagnósticos clínicos".
¿En qué etapa del proyecto están?
"Queremos que el sistema se vuelva práctico porque nosotros somos capaces de hacerlo en un computador o en un laboratorio, pero con gente de 20 años de experiencia. Hay que tomar ese sistema y reducirlo a un aparato que cualquier médico del mundo pueda utilizar".
¿Así de simple es el procedimiento?
"Es muy fácil, es muy simple la manipulación y la lectura de las moléculas. Los nanocanales y la forma en que estamos trabajando permite que cualquiera que tenga un entrenamiento en química básico sea capaz de hacerlo".
¿Qué es lo que más le ha sorprendido de este proyecto?
"La complejidad y perfección de la naturaleza. No hay seres humanos iguales, ni siquiera hay una célula mía igual a otra. Ojalá algún día tengamos la posibilidad de entendernos completamente".
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