Por Alberto Luis D’Andrea

     
La revolución productiva

NBIC, impresoras 3D, biotintas con células madre y biofábricas trasgénicas.

En el artículo El nuevo Big Bang: las NBIC (Novedades Bioquímicas Nº182, agosto 2008) decía: “La interacción dinámica entre la nanotecnología, la biotecnología y la informática permiten potenciar el incremento del conocimiento universal para el avance hacia una tecnología neurocognitiva. La integración armónica de ellas llevará tanto a una comprensión profunda del ser humano como a una nueva y trascendente revolución tecnológica. Esta integración conduce a las tecnologías de convergencia: NBIC (nanotecnología-biotecnología-informática-cognotecnología).

Las iniciales de sus unidades elementales de funcionamiento –el bit en la informática, el átomo en la nanotecnología, la neurona en la tecnología inherente a la neurociencia cognitiva y el gen en la biotecnología– conforman la palabra BANG. Esta small bang en el hombre, multiplicado por los 7.000 millones de habitantes existentes en la tierra, se constituirá en la gran explosión del conocimiento en el siglo XXI y la base para una revolución productiva”.

Producción de material biológico

Las impresoras 3D y sus aplicaciones constituyen uno de los mejores ejemplos de  materialización de la revolución tecnológica esperada a partir de las tecnologías de convergencia. A modo de ilustración, y debido a la complejidad intrínseca de la materia viviente, vamos a ejemplificar la utilización de la impresión 3D para la producción de material biológico. En dos publicaciones científicas recientes (Tissue engineering by self-assembly and bio-printing of living cells realizada por investigadores de la Universidad de Missouri, Columbia, y Development of a valve-based cell printer for the formation of human embryonic stem cell spheroid aggregates realizada por investigadores de la Universidad Heriot-Watt de Edimburgo y del Roslin Cellab Ltd.), se explica con rigurosidad cómo obtener mediante impresión tejidos capaces de mantener las células vivas, y cómo obtenerlos con células madre, de modo que luego puedan diferenciarse de cualquier tipo de tejido del organismo. En los cartuchos se colocarán adecuadamente preparados de células madre de origen embrionario –con toda la problemática bioética subyacente– de las escasas células madre adultas obtenidas por reprogramación de células adultas para convertirlas, mediante ingeniería genética, en células no diferenciadas cuasiembrionarias, o de reprogramar células adultas mediante distintos factores de trascripción para convertirlas directamente en células adultas de otro tipo (por ejemplo, neuronas). En este caso queda clara la importancia de tener el material biológico necesario y en cantidad adecuada para alimentar ‘los cartuchos’


Otros ejemplos de aplicación

Avancemos sobre un hipotético caso de una impresión 3D íntimamente relacionada con las NBIC. Supongamos la necesidad de reparar una zona del cerebro dañada por un ACV. En un cartucho podría colocar la biotinta conteniendo  células adultas y los factores necesarios para que luego en el tejido se conviertan en neuronas. En otro cartucho colocaría nanotubos de carbono para integrarlos al tejido de modo de favorecer la conducción nerviosa hasta que el sistema neuronal se consolide. La impresora dará la forma y el entramado adecuado para el posterior implante del tejido. Toda una convergencia cognotecnológica y un ejemplo factible de las NBIC en acción. En este campo queda claro que el futuro avance de la impresión 3D está íntimamente relacionado con el avance y desarrollo incesante en las NBIC.

Además, la impresora 3D ocupará un lugar destacado en un contexto productivo en el cual se pretende reemplazar a las fábricas químicas consumidoras de combustibles fósiles y con humeantes chimeneas por biofábricas transgénicas celulares, ecológicas, fotosintéticas y catalizadas por enzimas, basadas en la utilización de la ingeniería genética y de los 65 millones de genes conocidos. Con las impresoras 3D se podrán hacer constituyentes de las biofábricas para producir fármacos, sustancias químicas en general, alimentos, biocombustibles…

Toda una biorrevolución productiva centrada en una matriz operativa que se inicia en la biotecnología y adquiere en la confluencia simbiótica de las NBIC un impactante crecimiento conducente a satisfacer la demandas de la bioeconomía.

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Edición Nº 14