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La nueva tecnología revoluciona la lucha contra viejas enfermedades

Las principales universidades de California han construido microscopios en teléfonos celulares para analizar enfermedades de transmisión sanguínea en África y Asia, como malaria y tuberculosis.
Teléfono celular_laboratorio inteligente contra enfermedades
'Microscopio móvil' Un científico descubrió hace 10 años el potencial de los teléfonos celulares como microscopios. (Foto: exdez/Getty Images)

En el segundo piso de un centro de investigación de enfermedades infecciosas en esta capital camerunesa, el Dr. Joseph Kamgno, el principal experto en parasitosis del país, miraba detenidamente una caja negra que acababa de llegar de un laboratorio de bioingeniería de la Universidad de California (UC) en Berkeley.

La caja contenía lo que parecían ser tres iPhones comunes. Pero los investigadores de California creen que estos teléfonos podrían hacer algo extraordinario: ayudar a combatir la oncocercosis, la llamada “ceguera de los ríos”, la segunda causa de ceguera evitable en el mundo.

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Ya existe un tratamiento efectivo, un medicamento que puede matar a las larvas que causan la ceguera. Y si casi todos en una comunidad toman el medicamento cada año durante una década, la enfermedad puede eliminarse del área.

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Pero tratar a comunidades enteras por oncocercosis es un plan arriesgado: el tratamiento puede causar coma o la muerte en un pequeño segmento de la población infectado por un parásito diferente (otro gusano conocido como Loa loa). Es por eso que a grandes franjas del África subsahariana se les ha negado tratamiento durante casi dos décadas, porque la cura para la ceguera de los ríos para ciertas personas puede ser mucho peor que la enfermedad.

Y ahí es donde entra en juego la tecnología de Silicon Valley. Los investigadores de Berkeley descubrieron que podían determinar rápidamente quién tenía el gusano nematodo Loa loa usando un teléfono inteligente, diseñado para trabajar como un microscopio. Así esas personas no recibirían el medicamento y podría administrarse a todos los demás. El doctor Kamgno, que recibió la última versión de los teléfonos en 2016, describió a los microscopios móviles como "revolucionarios".

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Los dispositivos, llamados LoaScopes, son parte de un esfuerzo más amplio para aprovechar la tecnología y la innovación estadounidenses, incluida la de Silicon Valley, para combatir enfermedades atávicas en el mundo en desarrollo.

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A lo largo de los años, las principales universidades de California (UC-Berkeley, UC-Davis, UCLA) han construido microscopios en teléfonos celulares destinados a analizar otras enfermedades de transmisión sanguínea en África y Asia, como la malaria y la tuberculosis. Los investigadores de la UC en San Francisco están usando imágenes de satélite en Google Earth Engine para construir mapas en tiempo real de las condiciones de reproducción del mosquito de la malaria que pueden ayudar a predecir las tasas de infección en las aldeas rurales.

Los drones se utilizan para entregar suministros médicos en aldeas remotas en Ruanda, y los "libros de registro" digitales construidos con software blockchain podrían usarse para rastrear vacunas en recién nacidos, explicó Zvika Krieger, experto en tecnología y políticas en el Centro para la Cuarta Revolución Industrial del Foro Económico Mundial.

nullPara cumplir sus objetivos, las organizaciones no gubernamentales y de la sociedad civil "se están congregando en Silicon Valley", dijo.

Los microscopios móviles y los parásitos

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El teléfono LoaScope fue creado en el Laboratorio Fletcher de la UC en Berkeley, el laboratorio lleva el nombre de Daniel Fletcher, un científico que descubrió hace 10 años el potencial de los teléfonos celulares como microscopios. Básicamente, la cámara del teléfono se coloca sobre una lente de aumento para capturar una muestra en una diapositiva. El software luego puede analizar lo que esté en la diapositiva y transmitirlo a la nube.

Los microscopios ópticos convencionales no son realmente móviles y requieren electricidad y un técnico de laboratorio para operarlos. El microscopio móvil, en cambio, es barato, compacto y puede ser utilizado por cualquiera que esté familiarizado con los teléfonos móviles, cada vez más comunes en todo el mundo, incluso en aldeas remotas.

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El descubrimiento se constituyó en una empresa privada llamada CellScope, mientras que el laboratorio académico de Fletcher continuó investigando para la universidad el uso de teléfonos inteligentes como microscopios.

Hace varios años, Fletcher y su equipo nunca habían oído hablar de la “ceguera de los ríos” y sabían muy poco acerca de las enfermedades tropicales desatendidas. El equipo a la postre se convirtió en parte de una revolución de los teléfonos móviles en el mundo en desarrollo, en la que los investigadores de salud pública intensificaban los esfuerzos para utilizar estas computadoras de bolsillo para abordar los problemas de salud.

La Fundación Bill y Melinda Gates ha financiado el proyecto LoaScope desde su inicio en 2011, donando más de 5 millones de dólares hasta la fecha.

nullLa oncocercosis es una ingrata enfermedad que ha agobiado a África desde el tiempo que se tiene memoria. La enfermedad se transmite por moscas negras, que al momento de picar y chupar la sangre de una persona, depositan y recogen las larvas. Los síntomas – prurito intenso, afecciones cutáneas y, después de décadas de infección, ceguera- son causados por estas larvas en etapa embrionaria que inundan el cuerpo después de que los gusanos adultos se aparean.

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El medicamento para la “ceguera de los ríos”, la ivermectina, mata eficazmente a estas larvas embrionarias. Pero cuando una persona infectada por decenas de miles de gusanos Loa loa en cada gota de sangre toma ivermectina, todas las larvas embrionarias mueren en una especie de extinción masiva, causando una inflamación cerebral potencialmente letal.

Ventajas y desventajas

El pequeño laboratorio en Berkeley se involucró con este complicado enigma parasitario a través de un experto en enfermedades infecciosas de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.

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El Dr. Thomas Nutman recibió la tarea de encontrar una tecnología que pudiera ayudar a resolver el problema del gusano Loa Loa. Al principio, consideró un proyecto en la UC de Los Ángeles en el que se podía tomar, en el campo, una fotografía con un teléfono celular, subirla a la nube y luego alguien la analizaría en una computadora en California.

En teoría sonaba bien, pero debido a que miles de personas tuvieron que hacerse la prueba antes del tratamiento, Nutman necesitaba diagnósticos inmediatos. Recordando el trabajo de Fletcher y su equipo, Nutman tomó un avión a la bahía de San Francisco para reunirse con ellos en Berkeley.

Fletcher y el científico Mike D'Ambrosio sabían que tenían la tecnología para ver las larvas o gusanos, pero imaginar cómo verlas y contarlas en tan solo un par de minutos "parecía imposible".

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"Allí fue donde se nos ocurrió la idea de utilizar el movimiento del gusano como una forma de verlo", dijo D'Ambrosio. Las larvas Loa Loa en su etapa embrionaria serpentean en la sangre más vigorosamente que otros gusanos. Entonces, D'Ambrosio y sus colegas crearon un algoritmo para identificar las Loa loa con base en su movimiento.

LoaScope es un iPhone que se conecta a una caja de plástico hecha por una impresora 3-D. Una muestra de sangre en un tubo de plástico se introduce en la caja, que contiene la lente y el hardware. Se presiona un botón en la pantalla del iPhone y éste toma un video de la muestra de sangre y ejecuta el algoritmo.

Pero confiar en los expertos bioingenieros de San Francisco para crear una solución conlleva algunos inconvenientes familiares para cualquiera que trabaje allí: cierres y actualizaciones.

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nullMeses antes de la fecha programada para el envío del último dispositivo, la compañía que los científicos usaban para sincronizar todos los datos recopilados del LoaScope a la nube cerró su negocio, obligándolos a reescribir el código de software. Luego, la empresa de hardware que fabricaba una vital placa de microcontrolador abandonó la producción.

"Ese es el costo que pagamos por tratar de construir algo a partir de productos electrónicos de consumo y usando software de nube que siempre está cambiando", lamentó D'Ambrosio, quien se convirtió en el investigador principal del proyecto LoaScope. Por otro lado, agregó, "el beneficio es enorme, podemos construir estos dispositivos integrados que hacen cosas increíbles" a bajo costo.

Otro problema que tuvieron los científicos fue resolver quién pagaría los dispositivos.

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"El aspecto comercial no está muy claro", dijo Fletcher. "Parte del problema es que no existe un mercado para las enfermedades tropicales desatendidas".

La Fundación Gates no suele aportar fondos para implementar proyectos a escala global. Sin embargo, está negociando un acuerdo para que una empresa fabrique 10,000 LoaScopes, dijo Nutman.

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De vuelta en Camerún, los hallazgos de la investigación de Kamgno, publicados en el New England Journal of Medicine en noviembre, mostraron que el LoaScope permitía un extenso tratamiento con ivermectina y no producía reacciones adversas en comunidades en las que antes se temía usarlo. El equipo de investigación de Kamgno ahora está capacitando a trabajadores sanitarios locales para que usen el LoaScope, y pronto otros países podrán seguir el ejemplo.

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"Nos sorprendió y nos alegró ver que después de solo dos días de capacitación, la gente local pudo hacer el tratamiento en su propia comunidad", indicó Kamgno. "Casi todos los jóvenes tienen teléfonos celulares, y pueden entender el LoaScope muy rápido".

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