Esferas de luz

Una esfera solar que genera energía incluso con luz de la luna… y podría transformar la arquitectura del futuro

Parece ciencia ficción, pero existe: una esfera de vidrio transparente capaz de producir energía de día, de noche, con nubes e incluso aprovechando el tenue brillo lunar.

El invento, desarrollado por el arquitecto alemán André Broessel, utiliza una esfera llena de agua que actúa como una lente de alta precisión. Esta estructura concentra la luz hasta 10.000 veces más que un panel solar convencional y la enfoca sobre una célula fotovoltaica ultraeficiente. Un microseguidor integrado ajusta la posición de la esfera para seguir el movimiento del sol, alcanzando hasta un 35% más de eficiencia.

Entre sus capacidades más destacadas:
• Aprovecha luz difusa e incluso luz lunar (aunque la energía nocturna generada es mínima).
• Funciona en días nublados.
• Su diseño 99% transparente permite instalarla en ventanas, fachadas y rascacielos.
• Convierte la arquitectura en una fuente activa de energía limpia.
Aunque sigue siendo un prototipo costoso y no está en producción masiva, demuestra un concepto revolucionario: la energía solar puede rediseñarse cuando se combina óptica avanzada, ingeniería y diseño arquitectónico.

Varillas de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP)

Más liviano que el hierro, inmune al óxido y más fuerte que el acero. así es el nuevo material que podría revolucionar la construcción a nivel global. Se trata de las varillas de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP), una alternativa avanzada al acero tradicional que destaca por su resistencia a la tracción (el doble que la del acero), su ligereza (hasta cuatro veces más liviana que el hierro), su inmunidad a la corrosión, su carácter no conductor y su eficiencia económica, con un costo hasta un 30% menor en proyectos de construcción. Actualmente se están utilizando en techos, columnas, losas continuas, suelos, garajes, puertos y entornos marinos, demostrando su versatilidad y durabilidad. Con tan solo 130 kg de fibra capaz de sustituir una tonelada de acero reforzado, y con certificaciones internacionales y la aprobación del Centro de Investigación de la Edificación, esta tecnología representa un paso clave hacia construcciones más resistentes, ligeras y sostenibles.

8 tecnologías que reducirán la contaminación ambiental

Enviado por 

Daniela Alejandra Espindola Villegas

Decía Hipócrates, el abuelo de la medicina, que es la dosis lo que hace el veneno. Con la tecnología pasa algo parecido: es su uso lo que determina que sea valiosa o perniciosa. Antibióticos que curan y combustibles fósiles que producen problemas respiratorios o envases estériles que protegen los alimentos de la contaminación y plásticos contaminantes son algunos ejemplos de esta dicotomía. Por suerte, los avances tecnológicos también nos ofrecen alternativas para reducir la contaminación o evitarla. En este artículo te contamos cuáles son las 8 innovaciones más interesantes con las que nos hemos topado en los últimos tiempos.

Reducir la contaminación del aire y atajar la presencia de CO2
Tal como hemos apuntado, el uso de combustibles fósiles ha redundado en la proliferación de enfermedades pulmonares en las ciudades, además de problemas de mayor envergadura como la generación de gases de efecto invernadero y el consiguiente calentamiento global. La verdadera solución pasa por un cambio de modelo que apueste por las energías renovables, así como otros patrones de consumo, pero también existen estrategias de mitigación de daños.

1. Sistemas de secuestro de carbono

El mejor CO2 es el que no se genera, pero una vez que está presente en el medio ambiente existen soluciones como los sistemas de secuestro de carbono que se están ensayando en lugares como Islandia. Otra de las estrategias es el uso de filtros específicos en las chimeneas de las fábricas. A su vez, el CO2 capturado puede utilizarse como materia prima.

2. Pinturas fotocatalíticas
¿Pueden los edificios contribuir a purificar el aire? El uso de pinturas fotocatalíticas que “devoran” el dióxido de carbono atmosférico gracias a componentes como el óxido de titanio abre la puerta a una nueva arquitectura que lo haga realidad.

3. Hormigón que captura el CO2
Los edificios no solo pueden depurar el dióxido de carbono por medio de pinturas inteligentes, sino que también pueden aprovechar una nueva generación de hormigón verde capaz de absorber CO2 y, de paso, reparar sus propias grietas y fisuras en el proceso. 

4. Impresión 3D para monitorizar la calidad del aire
Antes de atajar un problema, lo mejor es diagnosticarlo con precisión. En ese sentido, es fundamental contar con sensores asequibles y versátiles que puedan instalarse en cualquier lugar de una ciudad. Ese es el planteamiento de esos sistemas de medición de calidad del aire de los que hablamos recientemente. Se producen con impresión 3D y se programan con código abierto para que cualquiera pueda contar con un sistema de medición en su balcón.

Tecnologías para reducir la contaminación de la tierra
Descontaminar suelos o detectar niveles de polución elevados que permitan anticipar riesgos para la salud son dos enfoques complementarios a la hora de afrontar este tipo de contaminación que, según estadísticas de la Unión Europea, afecta a 2,8 millones de emplazamientos en el continente.

5. Uso de hongos para eliminar hidrocarburos
A veces no es necesario recurrir a la nanorrobótica u otras tecnologías complejas. En ocasiones se trata de buscar aliados en la naturaleza que puedan sumarse a la cruzada contra la polución ambiental. Hablamos del uso de hongos, una técnica conocida como micorremediación, que se ha ensayado para paliar la contaminación de hidrocarburos y otros materiales tóxicos en suelos industriales degradados.

6. Prevenir la contaminación de terrenos agrícolas
Uno de los grandes retos de contaminación de suelos agrícolas y acuíferos es la presencia de nitratos que provoca un fenómeno conocido como eutrofización, es decir, la proliferación de microalgas que consumen el oxígeno del agua y la convierten en una trampa mortal para la fauna. Sin embargo, el desarrollo de una nueva generación de sensores puede ayudar a los agricultores a limitar el uso de fertilizantes con nitrógeno al estimar la dosis exacta que necesitan los cultivos.
Innovaciones para obtener agua potable y proteger los océanos

Químicos como los PFA o los omnipresentes microplásticos son algunas de las amenazas que se ciernen sobre las masas de agua de nuestro planeta, ya se trate de mares, ríos o acuíferos. Hoy existen varios frentes tecnológicos abiertos para reducir la contaminación acuática. Algunos de ellos consisten en evitar la contaminación en origen, mientras que otros intervienen directamente sobre las zonas afectadas.

7. Uso de bacterias para depurar el agua de manera más eficiente
La depuración de las aguas residuales antes de que se liberen en el medio ambiente es una de las claves de un ciclo del agua gestiona con criterios sostenibles. Es el caso de Life CELSIUS, un proyecto basado en el uso de bacterias que, por medio de procesos anaeróbicos sin necesidad de fuentes de energía exógenas, es capaz de eliminar compuestos nitrogenados y materia orgánica de forma especialmente eficiente en climas cálidos.

8. Una depuradora doméstica
Los sistemas de depuración de agua no tienen por qué ser infraestructuras complejas. También es posible depurar el agua a escala doméstica, de tal forma que pueda emplearse para el riego y otros menesteres. Es la filosofía de Hydraloop, un innovador sistema compacto que puede reutilizar hasta un 85 % del agua consumida en el hogar mediante procesos avanzados como sedimentación, biorreactores aeróbicos y desinfección por luz ultravioleta.

Crean Jitomates Más Dulces con Edición Genético CRISPR

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PAULINA BRAVO CIRILO

La edición genética CRISPR se ha convertido en apenas una década en el método más revolucionario para modificar los genes de ser vivo. Te contamos a continuación cómo esta herramienta ha permitido ahora crear jitomates más dulces.

Jitomates más dulces gracias a la edición genética
Durante miles de años, los agricultores han hibridado las especies de plantas silvestres para crear hortalizas nutritivas, resistentes y agradables al gusto. Las frutas y verduras que compramos en el supermercado tienen muy poco en común con aquellas que comieron por primera vez nuestros ancestros: en casi todos los casos, la comida ha sido modificada para ser más nutritiva y sabrosa.

Sin embargo, en el último siglo estos procesos de adaptación y modificación se han acelerado dramáticamente gracias a la edición genética. Los organismos transgénicos son aquellos en los que se han combinado uno o varios genes de especies diferentes para obtener características nuevas.

Según recupera el libro Cultivos transgénicos para la agricultura latinoamericana (FCE, 2008), hacia los noventa ya se plantaban en México con regularidad especies transgénicas de soya y algodón que resistían mejor a los herbicidas. A estos cultivos se han agregado con los años otros como la papaya resistente a las infecciones de hongos.Ahora científicos de la Academia China de Ciencias Agrícolas Tropicales han dado a conocer que crearon una variedad del jitomate (Solanum lycopersicum) que es un 30% más dulce que aquella que encontramos comúnmente en el supermercado. Lo más notorio es que este aumento del dulzor ocurrió sin cambiar el tamaño de esta fruta también conocida simplemente como tomate.

Según explicaron los científicos, solo hizo falta modificar dos genes que se encargan de regular la producción de sacarosa al interior del jitomate. En el estudio publicado en Nature se lee:

La eliminación de SlCDPK27 y SlCDPK26 editada genéticamente aumentó los contenidos de glucosa y fructosa hasta en un 30%, mejorando la dulzura percibida sin penalizar el peso de la fruta o el rendimiento.

Los investigadores confían en que su descubrimiento permita modificar el sabor de otras hortalizas, sin sacrificar sus cualidades nutritivas.

Estos hallazgos proporcionan información sobre los mecanismos reguladores que controlan la acumulación de azúcar en la fruta del tomate y ofrecen oportunidades para aumentar el contenido de azúcar en cultivares de frutos grandes sin sacrificar el tamaño ni el rendimiento.

¿Qué es la edición genética CRISPR y cómo funciona?

Con las décadas han surgido métodos efectivos, precisos y baratos para modificar el ADN los seres vivos. Anteriormente, por ejemplo, se confiaba en métodos más azarosos donde los resultados estaban sujetos a prueba y error.

Muchos de estos métodos tempranos de ingeniería genética desarrollados en el siglo XX quedaron obsoletos con la llegada de la tecnología CRISPR. Esta herramienta de edición genética emplea la proteína CRISPR-CaS-9, una molécula encontrada en varias especies de bacterias.

Desde los años noventa, varios investigadores notaron que esta molécula con forma de tijeras era capaz de hacer cortes y adiciones en una cadena de genes. A grandes rasgos, su función no es muy distinta de los comandos que usamos en un procesador de texto para cortar, copiar y pegar palabras. Por supuesto, en este caso, lo que se corta y pega es los genes que son, al final del día, instrucciones para que un organismo forme proteínas.

Oficialmente, la edición CRISPR nació gracias a las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna. Ambas desarrollaron la técnica específica que permite usar la proteína CRISPR-CaS-9 para la edición de cualquier genoma. Por su trabajo ambas ganaron el Premio Nobel de Química en 2020. Los genuinos alcances de la edición genética CRISPR aún no han sido sopesados.

Actualmente, los humanos contamos con una herramienta que permite editar el ADN de seres vivos, según nuestra conveniencia. Esto, por supuesto, entraña riesgos y beneficios tan inauditos como posibles. Al respecto, la propia Doudna escribió en el libro Una grieta en la creación:

En los aproximados 100 mil años de existencia moderna de los humanos, el genoma del Homo sapiens ha sido esculpido por las fuerzas gemelas de la mutación aleatoria y la selección natural. Ahora, por primera vez, poseemos la habilidad de editar no solo el ADN de cada humano vivo, sino el ADN de las futuras generaciones.

Consiguen que células animales realicen fotosíntesis

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VALERIA ATZIYADE RAMIREZ CRUZ

Aún no hemos llegado al punto de cultivar toda nuestra carne en un laboratorio o, mejor aún, rebaños enteros de ganado alimentados por la luz solar. Pero ése es el camino que quiere abrirnos un nuevo estudio de la Universidad de Tokio, publicado en Proceedings of the Japan Academy, Serie B. Un equipo de investigadores acaba de incorporar por primera vez cloroplastos fotosintéticamente activos a células animales cultivadas.

En el estudio, los investigadores insertaron cloroplastos productores de energía procedentes de una rara alga roja en células de hámster chino, lo que permitió a las células fotosintetizar la luz. “Hasta donde sabemos, ésta es la primera vez que se detecta el transporte fotosintético de electrones en cloroplastos implantados en células animales", afirma en un comunicado Sachihiro Matsunaga, profesor de la Universidad de Tokio y autor del estudio. "Pensábamos que los cloroplastos serían digeridos por las células animales a las pocas horas de ser introducidos. Sin embargo, lo que descubrimos fue que seguían funcionando hasta dos días, y que se producía el transporte de electrones de la actividad fotosintética”.

En el pasado, combinar cloroplastos -estructuras comunes en las células de plantas y algas que producen energía a partir de la luz solar- con células animales no era posible. Las células animales destruían los cloroplastos en cuanto se introducían, y los altos niveles de calor del interior de las células animales eran demasiado elevados para los cloroplastos. Pero en este nuevo intento, los investigadores utilizaron cloroplastos de un alga roja conocida por sobrevivir a altas temperaturas cerca de la lava en células cultivadas derivadas de hámsters. Y el experimento fue un éxito, marcando un primer paso clave en la creación de una técnica para la ingeniería de tejidos artificiales.

Las plantas utilizan la luz solar, junto con los hidratos de carbono y el agua, para crecer, liberando oxígeno por el camino. Por eso, cuando los tejidos tienen dificultades para crecer por falta de oxígeno, la adición de células infundidas con cloroplastos podría proporcionarles oxígeno y energía. Dado que los tejidos cultivados en laboratorio, como la carne, el material para injertos de piel e incluso los órganos humanos artificiales, están formados por múltiples capas de células, tienen dificultades para crecer (los bajos niveles de oxígeno en el interior del tejido impiden la división celular). Mezclando células implantadas con cloroplastos, las células podrían producir su propio oxígeno mediante fotosíntesis.

En el estudio, las células huésped mostraron tasas de crecimiento acelerado durante dos días, pero luego empezaron a degradarse y al cuarto día se produjo la eliminación completa de las células.

Así pues, el objetivo de crear células "planimales" duraderas continúa. Los científicos aún tienen que averiguar cómo mantener vivas las células cloroplásticas a largo plazo, pero conseguir un par de días de crecimiento ha resultado prometedor.

Puede que dentro de poco no tengamos rebaños de ganado caminando por ahí que sólo necesiten la luz del sol para sobrevivir, pero las células animales en un laboratorio podrían ofrecer un resultado diferente. "Nuestro enfoque descendente basado en la biología sintética", escriben los autores del estudio, “puede servir de base para crear células animales fotosintéticas artificiales”.

"Esperamos que las células planimales sean células que cambien las reglas del juego", dijo Matsunaga, “que en el futuro puedan ayudarnos a lograr una transformación ecológica hacia una sociedad más neutra en carbono”.

Cultivan tomates con ayuda de la revolucionaria técnica de edición genética CRISPR

Teniendo en cuenta el cambio climático y la disminución de los recursos del agua dulce, los investigadores partieron de que ha aumentado la demanda de cultivos agrícolas que requieran menos agua.

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv lograron cultivar tomates implementando la tecnología de edición genética CRISPR, que permite “cortar” o “editar” (o en otras palabras, eliminar o reemplazar) partes del ADN entre las células de cualquier organismo. Teniendo en cuenta el cambio climático y la disminución de los recursos del agua dulce, los investigadores partieron de que ha aumentado la demanda de cultivos agrícolas que requieran menos agua.

Para el estudio, publicado en el Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, los científicos optaron por una modificación en el tomate mediante el método CRISPR, dirigido a un gen conocido como ROP9. Las ROP son proteínas que funcionan como una suerte interruptores, es decir, que alternan entre un estado activo e inactivo.

Por medio del proceso de transpiración, las plantas evaporan el agua de sus hojas. Al tiempo, el dióxido de carbono ingresa a las hojas y se asimila en azúcar mediante el proceso de la fotosíntesis, que también tiene lugar en las hojas. Tanto la transpiración como la absorción de dióxido de carbono tienen lugar simultáneamente gracias a aberturas especiales en la superficie de las hojas llamadas estomas, que pueden abrirse y cerrarse, siendo un mecanismo por medio del cual las plantas regulan su estado hídrico.

En condiciones de sequía, por ejemplo, las plantas cierran sus estomas y así reducen la pérdida de agua debida a la transpiración. “Descubrimos que la eliminación de ROP9 mediante la tecnología CRISPR causa un cierre parcial de los estomas. Este efecto es particularmente pronunciado durante el mediodía, cuando la tasa de pérdida de agua de las plantas en el proceso de transpiración es más alta”, señaló el investigador Shaul Yalovsky.

“Por el contrario, en la mañana y en la tarde, cuando la tasa de transpiración es menor, no hubo una diferencia significativa en la tasa de pérdida de agua entre las plantas de control y las plantas modificadas con ROP9. Debido a que los estomas permanecieron abiertos en la mañana y en la tarde, las plantas fueron capaces de absorber suficiente dióxido de carbono, evitando cualquier disminución en la producción de azúcar mediante la fotosíntesis incluso durante las horas de la tarde, cuando los estomas estaban más cerrados en las plantas modificadas con ROP9″, agregó el científico

Al evaluar los resultados de los cultivos, los científicos encontraron que aunque las plantas con ROP9 pierden menos agua en el proceso de transpiración, no hay ningún efecto negativo en la fotosíntesis, la cantidad o la calidad de los cultivos, que se reflejan en la cantidad de azúcar de los frutos.

Por su parte, el investigador Nir Sade añadió que existe una similitud entre la ROP9 en los tomates y las proteínas ROP “que se encuentran en otras plantas de cultivo como el pimiento, la berenjena y el trigo”, por lo que los descubrimientos detallados en el artículo “podrían constituir la base para el desarrollo de plantas de cultivo adicionales, con una mayor eficiencia en el uso del agua y para una comprensión más profunda de los mecanismos detrás de la apertura y el cierre de los estomas”.

Producen huitlacoche con biotecnología puma

El huitlacoche (Ustilago maydis) es un hongo parásito que crece de forma espontánea entre los granos tiernos del maíz y que se cosecha en México desde tiempos ancestrales. De manera tradicional se consume en la meseta central de nuestro país. Hasta hace unos años era desdeñado en el norte, pero hoy en día es considerado un producto gourmet en esas latitudes.

La aparición de este parásito en las milpas de todo el mundo suele ser mala noticia; de hecho, implica grandes pérdidas económicas en Estados Unidos, donde sus agricultores hacen de todo para combatirlo; sin embargo, en México ocurre lo contrario, pues sus campesinos esperan la temporada de lluvias para colectarlo de las mazorcas, explicó Hermilo Leal Lara, investigador del Departamento de Alimentos y Biotecnología de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM.

En 2005 el especialista se propuso desarrollar una técnica para producirlo de manera continua. “Hasta antes del año 2000 sólo podía obtenerse por temporadas; por ello, nuestro objetivo era desarrollar un proceso para infectar todas las plantas durante el año entero”, dijo.

Así, el ingeniero químico y sus colaboradores recurrieron a una técnica de biotecnología para hacer crecer huitlacoche en el maíz, pero de manera controlada, considerando parámetros como temperatura y humedad, además de una detallada selección de líneas de cultivo del hongo en laboratorio, donde se germinan las esporas y se seleccionan las líneas infectivas con las mejores características, expuso.

El científico explicó que la unidad infectiva tiene un ciclo de vida muy corto, de entre 12 y 14 horas, y en ese tiempo debe llegar a la base de la mazorca e infectar el óvulo del maíz, el generador del grano.

El estudio requirió atender una parte agronómica, es decir, la producción del maíz y, una vez que este cultivo estaba listo, se infectaron los jilotes (donde está la inflorescencia femenina). “Teníamos que desarrollar la tecnología adecuada para producir de forma controlada mazorcas infectadas y cosecharlas”, detalló.

Para ello fue preciso tener un lugar donde cultivar el maíz todo el año, lograr la misma cantidad de plantas de ese grano (con idéntica maduración para infectarlas de manera regular a lo largo de la semana) y tener cosechas de huitlacoche cada semana.

Trabajaron con distintas variedades de maíz, propias del lugar donde se iba a utilizar la técnica para optimizar el proceso. Comenzaron las pruebas en Toluca y continuaron en Malinalco, Tonatico y el estado de Morelos. “Pudimos demostrar que éramos capaces de infectar selectivamente las plantas tratadas y, además, que esto era rentable”, refirió Leal Lara.

El maíz se sembraba semana con semana y cuando tenía el crecimiento adecuado se iniciaba la inoculación, para un mes después cosechar el huitlacoche. “Con este método se estableció una unidad productiva de 300 kilos diarios del hongo de enero a diciembre. La rentabilidad en 2016-2017, calculamos, era de 3 millones y medio por hectárea”.

Para el especialista en biotecnología fue muy gratificante lograr, primero, plantas sanas de maíz y, después, infecciones completas de mazorcas con Ustilago maydis en una misma parcela, al mismo tiempo que los sembradíos aledaños se mantenían normales.

Leal Lara mencionó: “Lo que comemos, esos granitos negros, tiene esporas que se deben germinar; en el laboratorio contamos con cultivos infectivos que se logran al germinarlas. De ahí obtuvimos líneas del hongo en una suspensión y conseguimos que fueran compatibles con las espigas que brotaban en los cultivos de maíz”.

En el laboratorio se germinan las esporas y se seleccionan las líneas infectivas con las mejores características para lograr el huitlacoche. “Cada grano de maíz viene de un óvulo y de un polen. Cuando los óvulos estaban listos para recibir al polen infectábamos las mazorcas; entonces ya no podía llegar el polen y no se generaban granos comestibles, sino llenos de Ustilago maydis. Así obtuvimos el hongo”, narró.

El científico y sus colaboradores seleccionaron razas de maíz e hicieron pruebas para obtener resultados óptimos, logrados en variedades híbridas del grano. También hicieron exámenes de sabor y seleccionaron los mejores huitlacoches entre su cosecha, lo cual dependía de las líneas de maíz utilizadas. “Probamos 21 líneas de maíz e hicimos pruebas sensoriales específicas”.

El objetivo era lograr una producción importante, pero también un huitlacoche de buen sabor con aceptación en el gusto del público, así que analizaron textura, dulzor y amargor del hongo.


Testimonio de Daniel, productor

Daniel Dávila es originario de Mazatepec, Morelos, tiene 23 años y desde hace seis produce huitlacoche, sin importar la época del año. De padres campesinos, se ha dedicado al campo desde niño y es uno de los productores que utilizan la técnica desarrollada por el ingeniero Leal para conseguir el hongo. “Hay buenas ganancias”, aseguró.

Su jornada comienza muy temprano. Primero acude a las milpas para llevar a las personas que cosechan las mazorcas. Cada día colecta entre 70 y 80 cajas de huitlacoche, las cuales, son transportadas por la tarde al lugar donde se realiza el desgranado y empacado. Ya empacadas, sale de madrugada rumbo a la Central de Abastos de Ciudad de México –o a otros puntos del país– para vender su producto.

Esta técnica también ha permitido que, en el grupo de trabajo de Daniel, alrededor de 50 personas tengan empleo todo el año.

Para todos los agricultores interesados, Hermilo Leal ofrece asesoría gratuita para aplicar esta técnica en sus cultivos a través de la FQ y el Departamento de Alimentos y Biotecnología. “Lo que producimos es para el bien de quienes lo necesiten”, finalizó. 

 

Paciente con Parkinson avanzado vuelve a caminar gracias a neuroprótesis

Enviado

Maria Jose Contreras Bernal

Un hombre en un estado avanzado de Parkinson recuperó casi totalmente la capacidad de caminar gracias a electrodos implantados en la médula espinal, informaron ayer investigadores.

Podría ser una tecnología revolucionaria para las personas que luchan por moverse, a pesar de este debilitante trastorno cerebral.

El tratamiento fue desarrollado por investigadores suizos que antes habían utilizado implantes en la médula para ayudar a varias personas con paraplejia a caminar de nuevo.

El paciente, Marc, de 62 años y quien vive en Francia, padece el mal desde hace unos 30 años.

Al igual que más de 90 por ciento de las personas con Parkinson avanzado, Marc tiene grandes dificultades para caminar.

Lo que se conoce como episodios de congelación, durante los cuales los pacientes quedan temporalmente sin moverse, lo pone en riesgo de caer, son terribles, dijo a Afp.

“Si tienes un obstáculo o si alguien pasa frente a ti inesperadamente, comienzas a ‘congelarte’ y caes”, agregó Marc, quien no quiso revelar su apellido.

Aún se desconocen muchos aspectos de la enfermedad y tratar esos síntomas ha sido difícil. Sin embargo, pueden afectar seriamente la vida de los pacientes, a veces confinándolos a la cama o a una silla de ruedas.

Así que cuando surgió la oportunidad de someterse a una cirugía invasiva en Suiza con el objetivo de resolver el problema, Marc no dudó en aprovecharla.

Ahora puedo caminar de un punto a otro sin preocuparme por cómo llegaré allí, destacó.

Puedo dar un paseo, salir de compras por mi cuenta, puedo hacer lo que quiera, añadió.

El equipo suizo de investigadores implantó un sistema complejo de electrodos llamado neuroprótesis en puntos claves a lo largo de la médula espinal de Marc.

Desarrollamos una neuroprótesis que redujo los problemas de marcha, de equilibrio y la congelación, explicó el equipo liderado por la cirujana Jocelyne Bloch y el neurocientífico Gregoire Courtine.

La más reciente investigación, publicada en Nature Medicine, funcionó casi según el mismo que en el caso de los usados en parapléjicos.

En el caso de los pacientes paralizados, el trauma proviene de un accidente, que corta la comunicación entre el cerebro y la médula espinal.Pero para Marc y otros pacientes con Parkinson, esta comunicación aún existe.

Sin embargo, la señal del cerebro se ve afectada por la progresiva desaparición de las neuronas que generan el neurotransmisor dopamina.

En este caso la neuroprótesis tenía que hacer algo más que enviar una estimulación eléctrica que provocara el movimiento. También debía asumir el papel del cerebro al generar esa estimulación en el momento adecuado, de modo que el movimiento resultante se corresponda con los deseos del paciente.

La idea es medir los movimientos residuales, es decir, la intención de caminar, con pequeños sensores que se encuentran en las piernas, indicó Courtine a Afp.

Gracias a esto, sabemos si la persona quiere seguir o detenerse, y podemos ajustar la estimulación en consecuencia, destacó Courtine, un investigador en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana.

La neuroprótesis fue probada primero en primates y luego implantada en Marc, quien la ha utilizado alrededor de ocho horas al día durante casi dos años.

Contó que ahora puede caminar mucho más fácilmente; incluso planea un viaje a Brasil, pero enfatizó que todavía requiere concentración, en especial al subir escaleras.

El equipo suizo ha ampliado su experimento a un grupo de seis enfermos. Han lanzado una empresa emergente para investigar su futura comercialización.

David Dexter, director de investigación de Parkinson’s UK, concluyó: es bastante invasiva, pero podría ser una tecnología revolucionaria para ayudar a restaurar el movimiento en casos avanzados.

Clonación (1)

La clonación, proceso equivalente a la fabricación artificial de gemelos homocigóticos, dio lugar en el año 1997 a la oveja Dolly, primer mamífero clonado con éxito la cual no sólo "inauguró" un amplio zoológico de duplicados genéticos al que se sumaron luego cabras, vacas, cerdos, ratones, gatos etc. (Copycat, el primer gato clonado, Prometeo el caballo clonado) sino que supuso una advertencia de que podría llegarse a lo ahora anunciado por la empresa Clonaid:1 la clonación humana. Sin embargo, aunque el proceso técnico de la clonación es sencillo, a los escrúpulos éticos y religiosos que puede aducirse en su contra, se suma que los clones parecen ser muy susceptibles de padecer graves problemas de salud entre ellos el envejecimiento prematuro, semejante a lo observado en la oveja Dolly y otros mamíferos clonados, según expresó este informe científico británico.

En el año 2001 se anunció por un laboratorio biotecnológico privado, Advanced Cell, Technologies, la creación del primer embrión humano clonado, apareció en la prensa sensacionalista con el titular "De la oveja Dolly a la niña Eva" ya que era Eva el nombre que le tenían a este ser humano. Este embrión humano fue destruido varios días después del anuncio.

Los acontecimientos y procederes acerca de este tema se desarrollan hace relativamente pocos años. Se realizó una revisión bibliográfica del tema para que los profesionales de la salud u otras ramas puedan tener en buena lid y con un enfoque didáctico, las técnicas científicas de la clonación, así como las consideraciones bioéticas que propician que algunos países acepten y otros denieguen su participación en investigaciones relacionadas con la clonación reproductiva o terapéutica.

Dentro de las investigaciones sobre la clonación se distinguen dos tipos según su finalidad; la reproductiva con el objetivo de crear personas idénticas, y la terapéutica que limita a la obtención de embriones y a partir de ellos obtener células madres para tratar enfermedades incurables. La palabra clon se deriva del término griego con el que se designaba los retoños, se refiere a un individuo genéticamente idéntico a otro, el cual proviene por reproducción asexuada o, en los seres diferenciados sexualmente por reproducción sin fecundación. En la naturaleza existen especies clónicas como los protozoos, organismos unicelulares que se reproducen por mitosis. 

La clonación terapéutica no se encamina a la obtención de un individuo, sino a la manipulación de células embrionarias procedentes de un paciente, a partir del cual se puedan desarrollar tratamientos en los que el problema del rechazo se eliminaría.

Las células embrionarias o troncales poseen la peculiaridad de que pueden dar lugar a cualquiera de los 200 tejidos del ser humano, lo que promete revolucionar el campo de los transplantes y el tratamiento de enfermedades como Alzheimer y Parkinson.

¿Qué es la clonación?. De acuerdo con su aspecto reproductivo, clonar es aislar y multiplicar un segmento del genoma,6 sin embargo, en un contexto más amplio, significa obtener uno o varios individuos a partir de una célula somática o de un núcleo de otro individuo, de modo que las especies clonadas son idénticas o casi idénticas al original.

En los animales superiores la única forma de reproducción es la sexual; se forma el cigoto por la unión de los gametos masculinos y femeninos, proceso donde incurren la mitosis y la meiosis. Esta reproducción sexual garantiza que en cada generación aparezcan en la descendencia nuevas combinaciones genéticas. Las células de un animal proceden en última instancia, de la división repetida y diferenciación del cigoto, las somáticas constituyen los tejidos del adulto, recorren un largo camino "sin retorno", a diferencia de las células de las primeras fases del embrión que están poco diferenciadas, pierden la capacidad de generar nuevos individuos, y cada tipo se especializa en una función distinta a pesar de que, salvo excepciones, contienen el mismo material genético.

Con la clonación se consigue que el individuo posea los mismos genes que el padre o la madre. Se puede obtener entonces lo mismo hombre o mujer con esta técnica, la reproducción sexual es sustituida por la artificial, sin embargo, los genes los aporta un único individuo cuyo descendiente tendrá los mismos genes, aunque esté demostrado científicamente que es posible que sus rasgos puedan variar. No es posible conseguir una copia exacta respecto al físico, cada persona tiene grupos de células que se activan en un determinado momento, que dan lugar a cambios en su imagen. Su personalidad por suerte, tampoco sería idéntica, puesto que se encuentra influenciada en parte por el modo de educación, las motivaciones que reciba y el entorno en que crezca y se desarrolle, además, si una persona tuviera una determinada enfermedad hereditaria, mientras que con la reproducción sexual sólo hay un determinado porcentaje de transmisión a los descendientes, con la clonación este porcentaje sería del 100 % de que la contraigan, puesto que con la manipulación genética no es posible corregir los defectos. Al ser tratados los genes humanos, puede producirse más fácilmente una mutación.

Técnica para la clonación
Esencialmente el método (que aún presenta una alta tasa de fracaso), consiste en obtener un óvulo del mamífero a clonar, enuclearlo o sea vacearle el núcleo, sustituirlo por el núcleo de otra célula nueva del verdadero clon, e implantar el cigoto que se ha formado en el útero de la "madre de alquiler", que llevará el embarazo. La donadora del óvulo contribuye con el citoplasma, (que contiene además mitocondrias que llevan un poco de material genético), la donadora del núcleo aporta la inmensa mayoría de material genético y la que lo gesta no aporta nada. De este modo el núcleo comienza a "dialogar"adecuadamente con el citoplasma del óvulo y desencadena todo el complejo proceso de desarrollo intrauterino.

Se pueden obtener mamíferos clónicos a partir de diferentes técnicas. En primer lugar, fecundado en probeta, los gametos masculinos y femeninos de un vacuno. Cuando la división del cigote alcanza un determinado estadío, se toman células embrionarias para formar clones. Antes de que las células se especialicen, pueden dar lugar o generar por sí solas un individuo completo, se implantan los núcleos de las células embrionarias dentro de los óvulos extraídos de otras vacas (sin núcleo).

Se crían en probetas y luego se implantan en el útero de las madres sustitutivas los individuos resultantes son clones iguales entre sí, puesto que poseen la misma cadena genética. Este es el mismo proceso natural de obtención de gemelos monocigóticos.

La Universidad de Massachussets junto a una empresa biotecnológica consiguieron clonar un bovino, a partir de células o sea de fibroblastos del embrión. El 20 de febrero de 1998, nació en Francia Margarita, una vaca clon obtenida a partir de células musculares fetales. Así pues, se trataba de células con un estadío de especialización muy avanzada, murió al mes y medio de nacer, debido a una sepsis del cordón umbilical, pero sobrevivió Narcisse, un ternero obtenido con la misma técnica.

En febrero de 1997, un grupo de genetistas guiados por Ian Wilmut, del Instituto Roslin de Edimburgo, Escocia, anuncia la clonación de una oveja llamada Dolly que era exactamente igual a su madre, nació en mayo de 1996, y se convirtió en el primer mamífero clonado.

Dolly no fue obtenida de una célula embrional o fetal, sino de una célula somática adulta de la glándula mamaria, especializada en una única y particular función.18 Con Dolly se demostró que es posible hacer regresar la célula al estadío en que puede originar por sí sola un organismo completo. Científicamente es un logro importante porque se demuestra que bajo determinada circunstancias es posible reprogramar el material genético nuclear de una célula diferenciada (algo así como volver a poner en cero su reloj, de modo que se comporta como el de un cigoto).

Para obtener a Dolly los investigadores escoceses han tenido que clonar 227 células, de las que sólo 29 fueron variables para ser implantadas intraútero. Se realizó la fusión (con ayuda de un virus) de la célula óvulo y sin núcleo, con el núcleo de la célula de la glándula mamaria.19 El clon así obtenido fue obligado a replicarse con descargas eléctricas, para luego ser implantado en el útero de la madre adoptiva.

El 14 de febrero de 2003, a los seis años de edad, Dolly fue sacrificada en el mismo Instituto Roslin donde se gestó, debido a una sepsis pulmonar que padecía, lo que provocó dudas acerca de la seguridad de los experimentos de la clonación.

Reflexiones éticas acerca de la clonación

El desarrollo de la medicina, pone en manos del hombre tanto poder, que su mal uso podría llevar a la autodestrucción. No todo lo que se puede hacer se debe hacer. En el contexto del descubrimiento de Einsten de la teoría de la relatividad, que fue utilizada por otros científicos para lograr la fisión del átomo y la creación y puesta en práctica de la bomba atómica, surge el descubrimiento de la biología molecular y con ello la manipulación genética y técnicas de clonación.

Es muy importante puntualizar que al diferenciarse las células madres a células de otros tejidos , un porcentaje extenso de ellas derivan hacia células tumorales, por eso no se puede excluir que un por ciento de personas que recibirán implantes de células clonadas padecerán de tumores. De ahí que la postura de muchos científicos, es mantenerse al margen de la aplicación de este descubrimiento .

Con la clonación se alimenta la idea de que algunos hombres pueden tener un dominio total sobre la existencia de los demás, hasta el punto de programar su identidad biológica la cual se selecciona sobre la base de criterios arbitrarios.

La Bioética es la búsqueda médica aplicada al progreso bioético. Existe una versión positiva de esta práctica, como la posibilidad de realizar la clonación para perpetuar animales con características interesantes desde el punto de vista ganadero o la producción de sustancias farmacológicas beneficiosas desde el punto de vista sanitario, o portadores de órganos para trasplante. La clonación desarrolla perspectivas básicas sobre los procesos de diferenciación celular.

Algunos investigadores coinciden que el uso y la manipulación del genoma. de animales y vegetales, puede ser uno de los elementos que puede acabar con el hombre en el mundo y obtener excelentes fábricas vivas de numerosas sustancias químicas valiosísimas para el hombre. La clonación humana supone una atención no terapéutica para el sujeto dentro de su propio código genérico, un atropello a su individualidad, biológica ¿Qué derecho tiene el científico para crear seres genéticamente iguales?

Es conocido que en la naturaleza se generan gemelos, pero el hombre no es naturaleza, ni la ha creado.

Los bioéticos plantean que los genes tienen un legado, una herencia transmitida por generaciones, que pueden esconder aberraciones y enfermedades genéticas terribles, envejecimiento prematuro, cánceres y dolencias neurológicas y psiquiátricas hasta ahora desconocidas. En suma, una serie encadenada de trastornos genéticos, para los que hoy la ciencia, no tiene remedio, lo que podría situar la especie humana al borde de la extinción. No se permite la intervención en el genoma humano, ya que los bioéticos abogan por conservar el patrimonio genético de la humanidad.

En el mundo se distinguen dos corrientes en los estudios de la clonación: la línea germinal y la célula somántica, la primera involucra cambios en las células germinales, por lo que la segunda se encamina a la curación definitiva de enfermedades genéticas, por la introducción de genes normales en genomas que están alterados.

La consecuencia inmediata que reporta la clonación de un fragmento de DNA es la posibilidad de secuenciarlo, lo cual tiene implicaciones importantes en el entendimiento de la fisiopatología de muchas enfermedades. Esto se logra a través de técnicas químicas y de la reacción en cadena de la polimerasa. Son infinitas las posibilidades en su utilización en la industria farmacéutica, la trasplantología y terapia génica. En Cuba se trabaja en la clonación de animales desde 1991, con embriones de vaca y de conejo.

¿Se autorizará en Cuba la realización de estudios tendientes a la clonación de seres humanos? Estamos seguros que no, como señalara el Dr. Ovidio Castro Reboredo, del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología, "lo impiden los principios éticos que sostienen nuestra sociedad y en consecuencia, amparan nuestro desarrollo científico". 

Resulta necesario experimentar con las técnicas de clonación, existe una decisión estratégica de continuar en nuestro país, con esta línea de investigación. La Bioética traza las pautas para conciliar los valores que aporta una solución científica, con los peligros que ésta puede reportar, la finalidad de la ciencia debe ser servir a la humanidad, y no causarle prejuicio.

CURAN A UNA MUJER CON EDICIÓN GENÉTICA CRISPR

Cada año, cerca de 300.000 bebés nacen con anemia de células falciformes, una afección causada por una mutación genética que produce glóbulos rojos en forma de media luna en lugar de redondos. Estos glóbulos afilados se acumulan en los vasos sanguíneos, causando dolor, daño crónico a varios órganos y aumenta el riesgo de infarto cerebral pudiendo causar la muerte.

Pues bien, hace más de cuatro años, la estadounidense Victoria Gray recibió una llamada telefónica que le cambió la vida. Era su hematólogo, que le ofrecía entrar en un ensayo clínico experimental para curar su anemia de células falciformes.

El tratamiento implicó la extracción de células madre sanguíneas de la médula ósea de Gray. Estas células fueron aisladas en el laboratorio y luego modificadas usando las tijeras moleculares de CRISPR para cortar su genoma en la posición exacta del gen BCL11A, que controla la producción de hemoglobina fetal después del nacimiento. Posteriormente, las células repararon el corte en el genoma uniendo sus extremos de nuevo, pero el gen había quedado inhabilitado.

La siguiente etapa del tratamiento fue la eliminación de todas las células sanguíneas enfermas de la médula ósea de la paciente mediante quimioterapia.

Luego, los médicos transfundieron a la paciente sus propias células editadas. En unas semanas el cuerpo de Victoria estrenó glóbulos rojos cargados de hemoglobina fetal sana, la que se replicó, multiplicándose por su organismo.
Cuatro años después la paciente no tiene dolores y cría con entusiasmo a sus cuatro hijos.

Hace pocos días, Victoria hizo su aparición en la ciudad de Londres para compartir su caso en el Tercer Congreso Internacional de Edición del Genoma Humano. Los expertos que asistieron al congreso la homenajearon de pie con un aplauso enérgico. Victoria agradeció a sus "supercélulas" por la cura y explicó que su vida ha experimentado un cambio total.

Varias personas en todo el mundo han participado en ensayos clínicos similares para tratar la anemia de células falciformes y la betatalasemia.
Se espera que estos tratamientos sean aprobados en Estados Unidos este mismo año y más tarde en Europa.

Sin embargo, estos tratamientos serán muy costosos, con un precio que ronda los tres millones de dólares, además del coste de varios meses de ingreso hospitalario, transfusiones, quimioterapia, etc.

Otro problema es que la quimioterapia a menudo deja estériles a los pacientes.

Actualmente, las terapias génicas son efectivas para tratar enfermedades de origen genético que afectan a la sangre, ya que permiten extraer células madre, editarlas en el laboratorio y comprobar si se ha corregido el defecto antes de inyectarlas al paciente.

Sin embargo, este método todavía no es viable para enfermedades que afectan a órganos sólidos.

Este es uno de los grandes objetivos para la edición genética en el futuro porque abarataría mucho su coste.

De momento, los intentos de curar una enfermedad genética del hígado con una inyección directa de CRISPR han mostrado resultados prometedores. El objetivo para los próximos años es conseguir tratar con CRISPR órganos como el corazón y el cerebro o reducir los niveles de colesterol malo.

Quizá sea sencillo opinar estando sano, pero ¿y si padecieras una enfermedad mortal que se puede curar con CRISPR? ¿Te someterías a un terapia genética o aceptarías morir?

Puedes opinar sobre este controvertido asunto en la caja de comentarios.

Biomimetismo

La biomímesis, biomimética o Biomimetismo es una disciplina que ha revolucionado los procesos de innovación de cualquier tipo de sector (arquitectura, medicina, gestión de empresas, ingeniería…etc.)
¿Pero qué es la Biomímesis? Definición de biomimética

El significado de biomimética, etimológicamente hablando es “Imitar la vida”. Viene de “Bios” que es Vida y “Mimesis” que es Imitar. Imitar la naturaleza para vivir mejor. En este artículo nos gustaría centrar el concepto de biomimetismo en cómo podemos estudiar las mejores ideas del mundo natural para poder imitar sus diseños, organización y procesos para solucionar problemáticas del ser humano en la actualidad.

Cuando nos referimos a innovación, nos referimos a la identificación de ideas nuevas que puedan acabar siendo tangibilizadas en productos o servicios que permitan satisfacer una necesidad concreta. En lugar de empezar este proceso desde cero, resultaría más eficiente investigar si alguien ya ha encontrado una solución a estas necesidades de manera eficiente y sostenible. Y la biomimesis se centra en esto: en diseñar soluciones a problemas que surjan a partir de la imitación de estrategias probadas y optimizadas durante miles de millones de años por la naturaleza.

La naturaleza ha demostrado su capacidad de solucionar multitud de problemas, creando soluciones innovadoras, eficaces, con un uso eficiente de los recursos y con la habilidad de adaptarse continuamente. (con una elevada capacidad de adaptación al medio, de autoorganizarse, de aprender, autorepararse, reconocer posibilidades…etc.

Si lo pensamos bien, la naturaleza nos lleva al ser humano varios millones de años de ventaja. Hay una frase muy representativa del biólogo Frederic Vester donde comenta que la naturaleza es la única compañía que nunca ha quebrado en 4.000 millones de años. Y no sólo eso, la única empresa que pueda presumir de llevar a sus espaldas de todos esos millones de años realizando I+D.

¿Por qué desaprovechar la oportunidad de aprender de alguien que ya tiene una experiencia demostrada en crear soluciones innovadoras y eficientes? Y de eso se trata, de utilizar la naturaleza como fuente de inspiración (algo que el ser humano ya ha venido realizando durante siglos). Los humanos no somos los primeros en construir casas. Cuando queramos innovar en nuestras casas, hay que recordar que antes que nosotros han existido otros organismos han desarrollado soluciones similares a lo que nosotros necesitamos en la actualidad.

Las rayas negras y blancas de las zebras, les permite una mejor gestión del calor corporal

Esto requiere un ejercicio de humildad por parte de los seres humanos, que hasta ahora nos hemos sentido siempre por encima de la naturaleza. Esta tendencia se basa en reconocer que la naturaleza saber mucho más que nosotros.

Janine Benyus, autora del libro “Biomímesis: Innovaciones inspiradas por la naturaleza” defiende que cuando observamos lo que es sostenible, el único modelo que ha funcionado a lo largo de extensos periodos de tiempo es el mundo natural.

No se trata de copiar a la naturaleza sino de emularla / inspirarse. Se basa en preguntarse ¿Qué haría la naturaleza en una situación concreta?

Esta inspiración del entorno natural se puede basar en:Identificar una característica de algún ser vivo de la naturaleza y a partir de ahí intentar generar un desarrollo tecnológico.

A partir de un problema que tenemos, buscar ideas en el entorno natural que puedan solucionarlo.

En una anterior publicación en nuestro blog explicamos qué era el concepto de Biofilia y los beneficios que tiene en la salud de las personas el ponerse en contacto con al naturaleza, debido a los millones de años que llevábamos conviviendo con ella. 

Aplicaciones de la biomímesis
La biomimética considera a la naturaleza como mejor diseñador de la Tierra ( y así lo consideramos desde Simbiotia también). Y tenemos la oportunidad de aprender muchísimas cosas si prestamos atención a la naturaleza. Ya hace varios años que muchos ingenieros, diseñadores, científicos y biólogos están siguiendo esta filosofía a la hora de crear nuevos productos y servicios.

Los beneficios de la biomimetica tienen relevancia en cualquier tipo de ámbitos: desde la arquitectura, la medicina, la ingeniería, la robótica, la óptica, la nanotecnología…etc. Este concepto ha tomado importancia en los últimos años, pero ya lo habían aplicado Leonardo da Vinci o Antoni Gaudí.

Leonardo da Vinci, a través de su observación de la naturaleza diseñó elementos voladores que se habían inspirado en el vuelo de las aves, imitando la forma de sus alas. También desarrolló sistemas hidráulicos inspirados en el flujo de los ríos. Y esta filosofía biomimética, la llevó hasta para diseñar ciudades, donde consideraba el flujo de personas como si fuese un ser vivo.

Leonardo Da Vincci diseñó elementos voladores inspirados en las alas de las aves

Algunas de las mayores aplicaciones de la biomimetica se dan en el campo de los biomateriales, ya que se involucra la síntesis o copia de materiales biológicos y su aplicación en diseños prácticos. Hay muchos ejemplos de materiales en la naturaleza que presentan propiedades únicas de uso. Una de las mayores ventajas de los biomateriales es que son biodegradables. Asimismo, el empleo de altas temperaturas y químicos peligrosos normalmente utilizados en las construcciones hechas por el hombre son usualmente incompatibles con las alternativas naturales. Después de leer este artículo podréis comprobar como la tecnologia biomimetica está en todas partes.

El biomimetismo: una de las claves para asegurar la supervivencia de los seres humanos

Teniendo en cuenta la actual crisis climática y de sostenibilidad de nuestro actual sistema productivo, donde ya hay un consenso global de que hemos llegado a un punto crucial de nuestra evolución, donde nos preguntamos cómo podemos vivir sin destruir el planeta. El biomimetismo se presenta como una línea a seguir por la humanidad para asegurarnos nuestra superviviencia y un futuro más sostenible. En la medida que nuestro mundo se parezca más al mundo natural, mayor será nuestra probabilidad de subsistir en él. Mientras más se parezca y funcione nuestro mundo como el mundo natural, mayor es nuestra probabilidad de sobrevivir en él.

Durante siglos, aunque especialmente las últimas décadas, el ser humano se ha intentado imponer a la naturaleza, la hemos forzado y exprimido todo lo que podíamos aprovechar de ella. Y luego le hemos devuelto lo que no nos interesaba. ¿Y si en lugar de esta actitud de dominación hacia ella intentamos comprenderla?

Antes mencionábamos a Gaudí y Leonardo da Vinci. Ambos son un referente de inteligencia ecológica, que según el bestseller Daniel Golleman, es el tipo de inteligencia que más urge desarrollar por los sere humanos.

Ejemplos de Biomimesis
La mejor manera de entender este concepto es a partir de algunos ejemplos de los miles de creaciones basadas en la naturaleza:El famoso “Tren bala” de Japón está inspirado en el pico del ave martín pescador, para de evitar el ruido que generaba al salir de los túneles emulando el frontal aerodinámico de esta ave.
El velcro fue inventado por un ingeniero en Suiza después de estudiar los diminutos ganchos de una especie de cardos que se pegaban en su ropa y en el pelo de su perro.


Tejidos de bañadores que imitan la piel del tiburón (uno de las especies más veloces). Estos modelos disminuyen la turbulencia facilitando a sus usuarios un desplazamiento más ligero por una disminución en la resistencia con el agua.

Se han creado robots con un peso de poco más de 10 gramos aplicando biomimesis en la ingeniería, inspirándose en el funcionamiento de las hormigas, que les permite mover toneladas de peso (2.000x su propio peso).

A partir de la observación de la flor de loto se han diseñado materiales y pinturas que mejoran mucho sus acabados y se limpian solamente con pasarles agua por encima . La flor de loto tiene una peculiaridad de estar siempre limpia aún estando en aguas pantanosas (debido a su estructura, las gotas de agua dejan limpia toda su superficie). Gracias a unos nanopelos de estas variedad vegetal, se han creado muchas telas repelentes a los líquidos.

Pegamento que resiste al agua a partir de la utilización de proteínas de mejillón y que no son tóxicos.

Sistemas de alertas inspirados en ojos de insectos
Inspirados en las abejas, la Universidad de Harvard han desarrollado uno microrobots voladores que emulan la antena y los ojos de estos insectos a través de unos sensores inteligentes que les permite coordinarse y podrían ser utilizados para polinizar cultivos, por el riesgo que existe de ocurrir su anunciada potencial desaparición.

Una empresa biotecnológica de Canadá, está trabajando en un material inspirado en la tela de araña, que permitirá realizar estructuras mucho más resistentes que el acero y podrá sustituirlo, evitando así los inconvenientes de corrosión y generación de procesos fuerte contaminantes y de difícil reciclaje. La tela de araña es uno de esos ejemplos fascinantes de la naturaleza. Este material, si lo comparamos, sería hasta el triple de resistente que el acero.

Inspirado en la tela de araña se planean fabricar materiales 3 veces más resistentes que el acero y más sostenibles.

Biomimética y Arquitectura
Ya defendía Gaudí en el siglo XIX, que el arquitecto del futuro se basaría en imitar a la naturaleza, ya que es la forma más duradera, racional y eficiente de todos los métodos.

Nosotros también consideramos que la naturaleza es el mejor genio del que aprender a la hora de hacer los diseños.

La biomimética será clave en el diseño industrial y en la arquitectura. Si queremos implantar diseños de tecnologías punta, quien mejor lo hace es la propia naturaleza: donde todos sus elementos se autoregulan, con miles de procesos milimétricamente coordinados, no se pierde nada, y con un máximo nivel de reciclaje. Y permiten hacer posible la vida en todo tipo de condiciones exremas: desde el calor del desierto a la humedad de la jungla.

La arquitectura biomimética, podría definirse como el resultado de unir biología y arquitectura con el objetivo de conseguir construcciones eficientes y sostenibles. No con el objetivo de copiarla. Sino de aprender de ella para solucionar problemas actuales, y aprender a generar menos residuos.

La naturaleza utiliza una franja muy pequeña de materias primas para la producción de estructuras y materiales mediante procesos muy avanzados, eficientes y con un elevado grado de optimización. Sin embargo, los humanos hacemos justo lo contrario: deterioramos nuestro medio ambiente y nuestra propia salud a través de procesos no tan eficientes.

Existen ejemplos muy interesantes de arquitectura biomimética. Retomando al mismo Gaudí, sus obras de la Catedral de Barcelona y la Sagrada Familia son dos ejemplos de cómo replicar formas inspiradas por la naturaleza en su arquitectura. En su obra de la Casa Batlló, definió un techo inspirado en las vértebras de una serpiente, y eso le permitió mayor flexibilidad para no tener que ceñirse a formas rectilíneas ni esquinas. Utilizaba también elementos de decoración imitando las formas de la vida submarina. En el caso de la Sagrada Familia diseñó unas columnas inspiradas en formas de árboles.

A continuación compartimos algunos ejemplos de biomimetismo en la arquitectura contemporánea:La obra de Eastgate en Harare (Zimbabwe) es un interesantísimo ejemplo de fusionar biomímesis en la arquitectura, convirtiéndose en un referente de innovación en ventilación pasiva de edificios. Se inspiraron en la forma en el que las termitas crear sus nidos en el desierto a través de nidos ventilados para contener la temperatura constante (ya que en el desierto las variaciones pueden ser de hasta 45 grados durante el mismo día. Conseguían a través de un sistema de túneles refrescar el aire sin tener que gastar energía.

El proyecto del edificio Chicago Spire, se basó en la inspiración de la torsión del torso humano, y de esta manera consiguieron muy buenos resultados frente a las cargas del viento.

Existe un proyecto fascinante en el Sahara (Proyecto Bosque del Sáhara), que demuestra que al imitar la interdependencia de elementos de un ecosistema se pueden minimizar casi hasta cero el sistema de residuos y ayudando a producir alimentos en medio del desierto.

Otro ejemplo muy interesante de biomimesis y arquitectura es el de un edificio de Hamburgo (Bic House) que se caracteriza por controlar la luz del edificio y de la generación y conservación de la energía a partir de algas fotosintéticas en las paredes.

El estadio de Beijing fue otro ejemplo de diseño biomimético, inspirándose en un nido de pájaros


Los principales beneficios de la biomética y arquitectura son:Baja o casi nula producción de residuos

Incremento del ahorro de energía.

Mejoras de la eficiencia (desde el punto de vista de la energía, de la construcción y de los materiales)

Tanto es así, que ya existen muchos expertos que vaticinan que serán las construcciones del futuro para solucionar los series problemas de medioambiente que enfrentamos en la actualidad.

Aplicaciones de la biomímesis en otras áreas
La ciencia biomimética se puede extender en muchas otras áreas.
Biomimética y Medicina:
Existen interesantes ejemplos de la aplicación de la biomímesis en medicina. Por ejemplo se ha desarrollado una variedad de insulina que es el triple de veloz que la insulina convencional a partir de la inspiración en el caracol más venenoso del mundo. Otros ejemplos son el descubrimiento de una vacuna gripal encontrada en la piel de un sapo. En los proyectos que realizamos de Humanización de la salud, tenemos siempre en cuenta la biomímesis en todo el proceso de la atención sanitaria y en relación a la enfermedad.

Biomimetica y Diseño Industrial:
Un ejemplo muy interesante de biomimesis y diseño industrial son las de las sillas diseñadas por Joris Laarman inspiradas en las estructuras oseas, que permiten combinar una alta resistencia y además que sean ligeras

Biomimética organizacional:
Se basa en aplicar todo lo comentado sobre biomimética o biomimesis pero en la gestión de las organizaciones. Una empresa no deja de ser un ecosistema formados por diversos integrantes que interactúan entre ellos y con el exterior. 

Existen nuevas vías de liderazgo, gestión de las personas, gestión del talento…etc que podemos aprender de la naturaleza. ¿Habéis visto alguna vez cómo se organizan los lobos para cazar? Hemos trabajado con muchas organizaciones pero no hemos visto jamás un nivel de coordinación y repartición de tareas según habilidades tan eficiente y optimizado. Se puede aprender mucho de gestión de crisis de las comunidades de hormigas por ejemplo (tienen un conocimiento muy elevado de qué hace mejor cada miembro de la comunidad para juntos minimizar las pérdidas de integrantes en caso de inundación del nido)

Te animamos a ver el último vídeo que hemos realizado. Un caso muy curioso de un perro que es capaz de detectar el cáncer de pulmón. Mejor de cómo lo hace la tecnología existente. En el vídeo podrás conocer cómo a través del estudio del olfato del perro se está intentando realizar un hocico electrónico que pueda ayudar a la detección precoz de cáncer de pulmón. Realmente, el recorrido de la biomimética es increible y en todos los ámbitos.

Conclusión
Lo cierto es, que cuanto más entendamos los prodigios de la naturaleza, más aprenderemos a convivir con ella.

El concepto de biomimética cobra vital importancia en los tiempos que vivimos donde se esperan cambios estructurales de los fundamentos de nuestra sociedad (economía, industria, medioambiente…) Es necesario y muy recomendable inspirarse en la naturaleza para desarrollar una economía colaborativa más eficiente y más natural que la actual economía de mercados. En este área todavía queda mucho camino por recorrer.

Aprovechemos la oportunidad de estar rodeados de genios (los seres vivos de la naturaleza) y aprendamos de ellos.

Gaby Vargas · biomimetica

Nuevas plantas con “superpoderes”

Los últimos y vertiginosos avances en ingeniería genética y la irrupción de una nueva y revolucionaria disciplina, la nanobiónica vegetal, nos plantan ante un futuro a corto plazo con especies vegetales diseñadas en el laboratorio. Y no sólo para maximizar sus propiedades nutricionales o su adaptabilidad y resistencia a diferentes entornos y condiciones climáticas, también son capaces de desarrollar funciones y aplicaciones ajenas a su naturaleza, como purificar el ambiente, iluminar la vía pública y el interior de las viviendas, o detectar explosivos y amenazas terroristas.

UN TRAJE CON SUPERPODERES
Al igual que sucede con superhéroes como Batman o Ironman, también hay plantas a las que los superpoderes se los confiere su traje. Es el caso de la cubierta protectora Plant Armor, recientemente desarrollada por investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. Este recubrimiento textil se caracteriza por su particular estructura interna: una red tridimensional integrada por tres capas de tejido de punto, con la capa intermedia dispuesta perpendicularmente a las otras dos. Este intrincado diseño se convierte en un laberinto para los insectos.

Este recubrimiento textil se caracteriza por una red integrada por tres capas de tejido de punto. 

Las cubiertas empleadas actualmente basan su efectividad en el tamaño del poro. Pero esto presenta un inconveniente: si es lo suficientemente pequeño para evitar que los insectos más diminutos la traspasen, impide también el paso de gotas de agua y aire. De esta manera, se plantea el dilema de dejar que el cultivo quede expuesto al ataque de las plagas o vea limitado el suministro de recursos básicos. 

En las pruebas efectuadas —tanto en laboratorio como en el medio natural—, la Plant Armor ha demostrado su superioridad frente a las corazas convencionales: multiplica por 25 el tiempo necesario para que un insecto consiga atravesarla. Empleada en un cultivo en el exterior, al cabo de un trimestre, permitió obtener plantas más grandes de lo habitual y coles tres veces más pesadas que el grupo de control, sin necesidad de recurrir a productos químicos.

PLANTAS DE INTERIOR QUE PURIFICAN EL AIRE
Durante el pasado mes de diciembre, investigadores de la Universidad de Washington daban a conocer su éxito en la creación de estas plantas purificadoras, gracias a la ingeniería genética.

En concreto, se trata de una versión modificada genéticamente de la popular planta de interior potos o photos (Epipremnum aureum), capaz de eliminar el cloroformo y el benceno (dos compuestos cancerígenos). Y el logro se ha alcanzado tras desarrollar una versión de gen artificial que codifica el citocromo P4502E1, una proteína que se produce de forma natural en el hígado de los mamíferos y que permite la degradación de los citados compuestos.

El gen artificial fue introducido en el material genético de la planta para que estuviese presente en las células de las hojas. Y tras esto se constató que los nuevos ejemplares reducían la concentración en el aire del benceno y el cloroformo en más un de 75%.

Este ha sido sólo el primer paso, pues el objetivo es crear una batería de plantas de interior capaces de eliminar los distintos contaminantes en el aire para que estar en casa sea lo más parecido a respirar aire puro. De hecho, ya están trabajando en la introducción de un gen sintético que codifica una proteína que degrada el formaldehído, otro sospechoso habitual que está presente en el humo del tabaco o en multitud de objetos fabricados en madera —desde los muebles hasta el laminado del suelo—.

PLANTAS PARA DETECTAR AMENAZAS TERRORISTAS
La nanobiónica vegetal es una nueva y revolucionaria disciplina que se basa en la introducción de nanoestructuras en las plantas con el fin de dotarlas de capacidades y funciones extra que no presentan en la naturaleza. El principal exponente de esta disciplina es el grupo de ingeniería liderado por Michael Strano en el MIT, que en 2016 obtuvo espinacas que podían detectar la presencia de sustancias explosivas en su entorno.

Para lograrlo, introdujeron en las hojas de las plantas nanotubos de carbono recubiertos de un polímero que se une a compuestos habitualmente presentes en los explosivos, como derivados nitroaromáticos. De este modo, cuando uno de estos compuestos alcanza las hojas, ya sea a través de sus estomas —los poros por los que las hojas “respiran”— o por las raíces, se enlazan con el polímero y provocan una fluorescencia que al ser detectada activa la alarma.

Y además de los explosivos, en los laboratorios del MIT han diseñado nanotubos y polímeros capaces de detectar una amplia variedad de compuestos peligrosos: sustancias tóxicas y venenosas como el peróxido de hidrógeno o el gas sarín. Y se perfila un futuro próximo donde los setos o los maceteros de los espacios públicos —como plazas, aeropuertos, estaciones de metro y tren— puedan monitorizar y detectar esta clase de amenazas.

UN TRIGO SALVAJE CON SUPERINMUNIDAD
La Aegilops sharonensis es una planta herbácea de la familia de las gramíneas que, en sí misma, carece de interés como cultivo debido a su lento crecimiento y a la dureza de su cubierta. Pero este pariente salvaje del trigo —endémica de una pequeña franja entre Israel y el sur del Líbano— tiene una característica que lo hace superior al resto de cereales: su superinmunidad. Esta variante presenta una gran resistencia al ataque de las plagas, sobre todo frente a la temida roya negra, una especie de hongo que se ceba especialmente con las plantaciones de trigo.

La clave está en un gen recién identificado, el bautizado como Sr62, que no está presente ni en las demás variedades de trigo ni en otros cereales. Si bien esta resistencia ya era conocida, hasta ahora todos los intentos de hibridarla con trigo comercial habían fracasado debido a las dificultades para obtener una planta viable. Pero el Sr62 promete cambiar la situación. El objetivo ahora es introducirlo mediante técnicas de ingeniería genética para obtener un híbrido comercializable e inmune a su archienemigo.

PLANTAS BIOLUMINISCENTES PARA ALUMBRAR LAS CIUDADES

La bioluminiscencia es un proceso por el cual algunos organismos —desde bacterias y hongos hasta peces y luciérnagas— son capaces de producir luz a través de una reacción química en el interior de sus células. Consiste en la oxidación de un compuesto que dichos organismos producen, la luciferina, por intermediación de la enzima luciferasa. Recientemente, un equipo internacional ha conseguido identificar los tres genes que permiten a esos organismos sintetizar la luciferina.

Gracias a este descubrimiento, los investigadores han podido insertar esta terna de genes, así como el gen que codifica la enzima luciferina, en el material genético de organismos no luminosos para conseguir que lo fuesen. En palabras de uno de los responsables del trabajo, “este descubrimiento puede conducir a escenarios de ciencia-ficción en los que se cultiven árboles bioluminiscentes que reemplacen a las farolas y las luces de las calles… aunque deberán pasar varios años para conseguirlo”.

Este escenario de ciencia-ficción ya había sido anticipado apenas un año antes por los ingenieros del MIT, que fueron capaces de crear plantas que emitían luz recurriendo a la nanobiónica: con la introducción de nanopartículas diseñadas a tal efecto en las hojas. En concreto, crearon dos tipos de nanopartículas que contenían respectivamente luciferasa y luciferina y que, una vez en el interior de la planta, las liberaban para mimetizar la bioluminiscencia natural. El propósito era crear plantas que ejerciesen como fuente de iluminación doméstica.

HABICHUELAS MÁGICAS QUE NO SON UN CUENTO
Como en el cuento de las habichuelas mágicas, un grupo de investigadores estadounidenses ha conseguido acelerar el crecimiento de las plantas. A través de la aplicación de ingeniería genética, han diseñado un método de fotosíntesis “mejorada” que aumenta la productividad de los cultivos.

Pese a que la fotosíntesis es uno de los procesos más increíbles y exitosos de la naturaleza —permite el crecimiento de las plantas a partir de unos pocos nutrientes y la energía del sol—, no es perfecta. Una de sus principales limitaciones es que la enzima que cataliza la conversión de CO2 (y agua) en azúcares no es capaz de distinguir entre esa molécula y la de oxígeno. En consecuencia, 2 de cada 10 veces se une a éste último y genera un compuesto tóxico para la planta que se debe reciclar a través de la fotorrespiración. Como todo proceso metabólico, requiere un consumo energético y de recursos que la planta deja de invertir en la fotosíntesis.

Tal y como lo explican los autores del estudio, “se podría alimentar a 200 millones de personas más solamente con las calorías que se pierden con la fotorrespiración en los cultivo del medio oeste americano cada año”. Con esto mente, los investigadores consiguieron obtener una variante GM del tabaco con un proceso de fotorrespiración mejorado que minimiza su gasto. Esto se traduce en plantas que crecen hasta un 40% más que sus congéneres naturales. Y ahora están tratando de trasladar esta modificación a algunos de los cultivos más extendidos, como la patata, la soja o el arroz.