Investigación multidisciplinaria, la cual puede ser ampliamente definida como la interfase entre dos




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títuloInvestigación multidisciplinaria, la cual puede ser ampliamente definida como la interfase entre dos
fecha de publicación26.10.2015
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¿Qué es bioinformática?

Bioinformática es una disciplina científica emergente que utiliza tecnología de la información para organizar, analizar y distribuir información biológica con la finalidad de responder preguntas complejas en biología. Bioinformática es un área de investigación multidisciplinaria, la cual puede ser ampliamente definida como la interfase entre dos ciencias: Biología y Computación y esta impulsada por la incógnita del genoma humano y la promesa de una nueva era en la cual la investigación genómica puede ayudar dramáticamente a mejorar la condición y calidad de vida humana. Avances en la detección y tratamiento de enfermedades y la producción de alimentos genéticamente modificados son entre otros ejemplos de los beneficios mencionados más frecuentemente. Involucra la solución de problemas complejos usando herramientas de sistemas y computación. También incluye la colección, organización, almacenamiento y recuperación de la información biológica que se encuentra en base de datos.

Según la definición del Centro Nacional para la Información Biotecnológica "National Center for Biotechnology Information" (NCBI por sus siglas en Inglés, 2001):
"Bioinformática es un campo de la ciencia en el cual confluyen varias disciplinas tales como: biología, computación y tecnología de la información. El fin último de este campo es facilitar el descubrimiento de nuevas ideas biológicas así como crear perspectivas globales a partir de las cuales se puedan discernir principios unificadores en biología. Al comienzo de la "revolución genómica", el concepto de bioinformática se refería sólo a la creación y mantenimiento de base de datos donde se almacena información biológica, tales como secuencias de nucleótidos y aminoácidos. El desarrollo de este tipo de base de datos no solamente significaba el diseño de la misma sino también el desarrollo de interfaces complejas donde los investigadores pudieran acceder los datos existentes y suministrar o revisar datos

Luego toda esa información debía ser combinada para formar una idea lógica de las actividades celulares normales, de tal manera que los investigadores pudieran estudiar cómo estas actividades se veían alteradas en estados de una enfermedad. De allí viene el surgimiento del campo de la bioinformática y ahora el campo más popular es el análisis e interpretación de varios tipos de datos, incluyendo secuencias de nucleótidos y aminoácidos, dominios de proteínas y estructura de proteínas. El proceso de analizar e interpretar los datos es conocido como biocomputación. Dentro de la bioinformática y la biocomputación existen otras sub-disciplinas importantes:

El desarrollo e implementación de herramientas que permitan el acceso, uso y manejo de varios tipos de información. El desarrollo de nuevos algoritmos (fórmulas matemáticas) y estadísticos con los cuales se pueda relacionar partes de un conjunto enorme de datos, como por ejemplo métodos para localizar un gen dentro de una secuencia, predecir estructura o función de proteínas y poder agrupar secuencias de proteínas en familias relacionadas."

La Medicina molecular y la Biotecnología constituyen dos áreas prioritarias científico tecnológicas como desarrollo e Innovación Tecnológica. El desarrollo en ambas áreas están estrechamente relacionadas. En ambas áreas se pretende potenciar la investigación genómica y postgenómica así como de la bioinformática, herramienta imprescindible para el desarrollo de estas. Debido al extraordinario avance de la genética molecular y la genómica, la Medicina Molecular se constituye como arma estratégica del bienestar social del futuro inmediato. Se pretende potenciar la aplicación de las nuevas tecnologías y de los avances genéticos para el beneficio de la salud. Dentro de las actividades financiables, existen acciones estratégicas, de infraestructura, centros de competencia y grandes instalaciones científicas. En esta área, la dotación de infraestructura se plasmará en la creación y dotación de unidades de referencia tecnológica y centros de suministro común, como Centros de Bioinformática, que cubran las necesidades de la investigación en Medicina Molecular. En cuanto a centros de competencia, se crearán centros de investigación de excelencia en hospitales en los que se acercará la investigación básica a la clínica, así como centros distribuidos en red para el apoyo a la secuenciación, DNA microarrays y DNA chips, bioinformática, en coordinación con la red de centros de investigación genómica y proteómica que se proponen en el área de Biotecnología. En esta área la genómica y proteómica se fundamenta como acción estratégica o instrumento básico de focalización de las actuaciones futuras.

Las tecnologías de la información jugarán un papel fundamental en la aplicación de los desarrollos tecnológicos en el campo de la genética a la práctica médica como refleja la presencia de la Bioinformática médica y la Telemedicina dentro de las principales líneas en patología molecular. La aplicación de los conocimientos en genética molecular y las nuevas tecnologías son necesarios para el mantenimiento de la competitividad del sistema sanitario no sólo paliativo sino preventivo. La identificación de las causas moleculares de las enfermedades junto con el desarrollo de la industria biotecnológica en general y de la farmacéutica en particular permitirán el desarrollo de mejores métodos de diagnóstico, la identificación de dianas terapéuticas y desarrollo de fármacos personalizados y una mejor medicina preventiva.

El biochip y las nuevas tecnologías de la biomedicina sustituirán en un futuro a los diagnósticos basados en pruebas descriptivas, como los recuentos sanguíneos, la comprobación de temperatura corporal y el examen de los síntomas. Con el biochip es posible conseguir en poco tiempo abundante información genética -tanto del individuo como del agente patógeno-,  que permitirá elaborar vacunas, medir las resistencias de las cepas de la tuberculosis a los antibióticos o identificar las mutaciones que experimentan algunos genes y que desempeñan un papel destacado en ciertas enfermedades tumorales, como el gen p53 en los cánceres de colon y de mama. En la actualidad, en Estados Unidos existen portadores del VIH, causante del SIDA, que reciben una combinación de fármacos basada en un análisis previo del genotipo del virus. Durante el VII Encuentro Internacional sobre el Proyecto Genoma Humano, que se celebra Valencia, se puso de manifiesto que el objetivo que  se pretende con estos pequeños artilugios es desarrollar técnicas que permitan detectar cualquier enfermedad a partir de una simple gota de sangre. En la reunión científica, organizada por la Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIMP) con el apoyo de la Fundación BBV, se subrayó que las predicciones que suministrarán los biochips serán muy fiables. Así, en pocos años, se podrá calcular el riesgo de padecer enfermedades coronarias a los 55 años o Alzheimer a los 75.
   El funcionamiento de estos dispositivos es sencillo. Un chip de ADN, también llamado array, consta de una lámina delgada en cuya superficie se hacen orificios diminutos que se colocan de forma ordenada. Los agujeros se rellenan con fragmentos de ADN (oligonucleóticos), cuya secuencia se conoce de antemano. El material genético se marca con reactivos fluorescentes o con sustancias que permitan una lectura con láser. La reacción de la molécula control con cada uno de los oligonucleótidos hace factible apreciar, gracias a la fluorescencia emitida, si alguna secuencia responde a alguna anomalía. La suma de las distintas interacciones entre la molécula y las secuencias se mide de forma simultánea. Así las cosas, un investigador, en vez de comprobar los cambios fisiólogos gen por gen, puede revisar en un momento un grupo entero de genes.

Aplicaciones

Descripción

  Las tecnologías basadas en biochips se están empleando en estudios y aplicaciones de muy diverso tipo, a continuación se presenta una visión general. Si desea profundizar en una clasificación de aplicaciones más rigurosa, empleando diversos criterios y apoyada en referencias bibliográficas:

 Monitorización de expresión génica: posibilita la cuantificación simultánea de la expresión de un número elevado de genes. También permite una aproximación cualitativa comprobando cuál es el patrón de expresión. Se puede estudiar la función de los genes al facilitar la identificación de qué genes están activados de forma diferencial cuando se comparan tejido sano y enfermo.

 Detección de mutaciones y polimorfismos: Permite el estudio de todos los posibles polimorfismos y la detección de mutaciones en genes complejos. El significado de la variación genética humana se analiza observando las mutaciones de secuencias de genes normales y correlacionándolas con enfermedades específicas.

 Secuenciación: existen aún reservas sobre la aplicación de los biochips en la secuenciación de novo de largas secuencias de DNA, aunque se pueden utilizar como controles de calidad – resecuenciación.

 Diagnóstico clínico - detección de microorganismos, permiten la identificación rápida empleando unos marcadores genéticos de los patógenos, así como de los posibles mecanismos asociados a la patogenicidad. Su finalidad es la de permitir la comprensión de la biología de los microorganismos, estudiar los mecanismos de resistencia frente a antibióticos, identificación de las cepas, identificar nuevas dianas génicas con valor terapéutico, desarrollo de medidas preventivas frente a las enfermedades infecciosas.

 Screening y toxicología de fármacos: el empleo de los biochips permite el analizar los cambios de expresión génica que se dan durante la administración de un fármaco de forma rápida así como la localización de nuevas posibles dianas terapéuticas y los efectos toxicológicos asociados.

 Seguimiento de terapia: permite valorar rasgos genéticos que pueden tener incidencia en la respuesta a una terapia, que invitasen a una variación en la misma o a su supresión en determinados casos.

 Medicina preventiva: el conocimiento de los rasgos genéticos de las poblaciones permitiría conocer la predisposición a sufrir algunas enfermedades, antes de que aparezcan síntomas, permitiendo así la realización de una mejor y auténtica medicina preventiva. Se pueden realizar estudios de epidemiología genética.

Ventajas

Las ventajas más características de las tecnologías basadas en biochips se pueden enumerar en los siguientes epígrafes:

  • Alto rendimiento y capacidad

  • Baja relación coste/eficiencia

  • Alta especificidad y sensibilidad

  • Permiten realizar ensayos con enfoques cuantitativos

  • Ensayos reproducibles y transportables

  • Paralelismo, es decir, realizar ensayos simultáneos utilizando muestras diferentes

  • Multiplexación, es decir, realizar varios ensayos utilizando una única muestra

  • No se precisa el manejo de radioactividad

  • No se precisa disponer de un plan especial para la gestión de los residuos

  • No se precisa un elevado coste en reactivos

  • Se pueden conservar por más tiempo entidades biológicas raras, al emplearse cantidades microscópicas.

Limitaciones

A pesar de las enormes potencialidades aportadas por el empleo de las tecnologías basadas en biochips, éstas presentan, en la actualidad, limitaciones que pueden ser enumeradas en los siguientes epígrafes:

  • Reciente desarrollo y puesta a punto de las técnicas

  • Escasa difusión de la tecnología

  • Elevado coste de inversión en la adquisición del equipamiento necesario para el acceso a la tecnología

  • Incompatibilidades entre los equipamientos

  • Kits comerciales difícilmente personalizables para las necesidades del investigador

Algunas cuestiones que han de ser tenidas en cuenta antes de llevar a cabo la compra de un equipo pueden ser las siguientes:    

  • Velocidad y eficiencia en la limpieza del "pin"

  • Velocidad y precisión del "pin"

  • Precisión de impresión

  • Facilidad operativa de todo el equipo

  • Sensores para detectar las operaciones defectuosas

  • Mantenimiento del equipo (cuánto tiempo se puede dejar sin ser atendido sin que se deteriore de algún modo)

  • Enfriamiento de las placas (uno de los gastos mayores)

  • Control de la humedad y la temperatura en el equipo (factores críticos para la morfología del "spot")

  • Número de "slides" que se pueden procesar de una vez

  • Fiabilidad

http://www.monografias.com/trabajos15/biochip/biochip.shtml
Usos en la actualidad
Un nuevo 'biochip' genético permitirá la optimización de las terapias en EII


Los pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal (EII) van a beneficiarse de una nueva herramienta diagnóstica: un nuevo biochip que mejorará la efectividad de los tratamientos. Los primeros datos se han presentado durante el III Simposio Internacional de Terapia Avanzada de la EII Crónica, celebrado en Madrid.

desarrollado por Progenika en colaboración con el Hospital Clínico, de Barcelona que contiene cerca de 50 genes, podría optimizar el tratamiento de los pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal (EII), una enfermedad que afecta a más de 80.000 personas en España, según ha señalado J. Ignacio Fernández Blanco, del Hospital La Paz, de Madrid, coordinador del III Simposio Internacional de Terapia Avanzada de la Enfermedad Inflamatoria Intestinal Crónica, celebrado en Madrid. La EII es un patología poligénica en la que también intervienen factores ambientales. "Con el chip será posible analizar todos los genes implicados en el desarrollo de la enfermedad y aquéllos que confieran una susceptibilidad de tratamiento. Así por ejemplo, hay enfermos que no van a poder recibir tratamiento inmunosupresor porque no tienen enzima convertidora, u otros que no van a responder a terapias biológicas, como los antiTNF-alfa", ha reconocido el especialista del Hospital La Paz.


Luz verde para el biochip implantable

El gobierno estadounidense concede el vía libre al chip que puede ser implantado bajo la piel y que puede ser utilizado para localizar personas.
Muchas veces hemos señalado las inmensas posibilidades de vigilancia y control de las nuevas tecnologías. Desde los celulares que son capaces de revelar la ubicación del usuario con una aproximación de 10 metros, hasta el sistema satelital GPS que puede seguir los pasos de cualquiera que lo utilice.
Son fácilmente previsibles las situaciones en las cuales estas características pueden revelarse muy útiles, como por ejemplo los casos de socorro de emergencia. Pero por el otro lado, tantas potenciales capacidades de vigilancia crean no pocas preocupaciones si no son adecuadamente controladas para evitar los enormes abusos que son igualmente fáciles de prever.
La última preocupación llega desde la Florida y esta vez bajo el aspecto de un chip que puede ser implantado bajo la piel de una persona y, en combinación con el sistema GPS, puede servir para controlarla y vigilarla. Se llama VeriChip y lo produce Applied Digital Solutions, una empresa de la Florida. La Food and Drug Administration, el ente gubernamental de los EE.UU. que, entre otras cosas, autoriza los fármacos, ha declarado que el chip no tiene una función médica y en consecuencia no está sujeto a las reglas a las cuales deben responder las medicinas y todos los aparatos dedicados a la cura de las personas.
Esta sentencia allana el camino a la libre venta de este biochip, que por ahora contendrá solamente un número identificativo, pero que en el futuro podrá contener mucha información sobre la persona bajo cuya piel está implantado. Obviamente es publicitado hipotetizando todas las situaciones en las cuales su utilidad es manifiesta. Podría contener información médica y revelarse útil en el caso de que la persona que lo porta llegue a un hospital en estado de inconsciencia o incapaz de hablar.
Pero podría ser usado para seguir los pasos de todas las personas que requieren un alto nivel de protección. En el pasado fue usado en perros, gatos y otros animales domésticos, pero ahora ya se piensa en implantarlo en niños para poder localizarlos en caso de rapto o en caso de desaparición. Y también en los criminales que sean puestos en libertad provisoria, o bien en políticos importantes para saber siempre dónde se encuentran.
En combinación con el teléfono, con Internet y con el sistema satelital GPS, el biochip será un contralor preciso e ineludible. Tiene el tamaño de un grano de arroz y es capaz de transmitir el número identificativo que contiene.

Podría ser usado también como método de "identificación nacional", que tiene la aprobación del 26% de la población estadounidense, según un estudio de Gartner Dataquest. Por fortuna, en el mismo estudio, el 41% se declaró contrario a esta "marca nacional".
Repetimos que ciertamente hay casos en los cuales un dispositivo como este puede revelarse útil. Pero preocupa mucho un uso generalizado y sin control de esto que se asemeja demasiado a la marca a fuego de las vacas y de los caballos, aunque sea en versión digital y electrónica y efectuada sin dolor con anestesia local, como precisa puntillosamente la empresa que lo vende. Será quizás verdad que no hace mal al cuerpo, pero en cualquier caso hace mucho mal al alma, a los principios y a las ideas de quien no tiene deseos de ser marcado como una bestia, quizás ni siquiera con buenos fines.

http://puntonet.netfirms.com/es/esin0604.htm

PREGUNTAS


  1. Que opinas de la Biotecnología en la Informática?

    1. Da tu opinión ampliamente acerca del Biochip

    2. Estas de acuerdo con este nuevo descubrimiento y porque?

  2. Consideras que el uso de esta nueva tecnología es de uso positivo para la humanidad?

    1. Crees tu que se puede manipular el genoma humano que es parte de la naturaleza y adaptarlo a la tecnología actual?

    2. Consideras que es algo normal?

  3. Implementarías esta tecnología para algún uso empresarial o personal?

    1. Según las ventajas y limitaciones del Biochip, crees tu que podrías utilizar esta tecnología?


Actividades a realizar para la entrega y solución del caso



Actividad

Fecha de entrega

Formato de entrega

Puntaje de evaluación




Respuestas a la pregunta 1 y sus incisos

01/03/05

Individual Foro del equipo

15%




Respuestas a las pregunta 2 y sus incisos

08/03/05

Individual Foro del equipo

15%




Respuesta a la pregunta 3

15/03/05

Individual Foro del equipo

15%




Conclusión grupal sobre las preguntas 1,2 y 3

22/03/05

Grupal

Foro del equipo

40%




Coevaluación

29/04/05

Individual Correo electrónico

15%




Total

100%






FORMATO DE EVALUACIÓN DE COMPAÑEROS DE GRUPO

Estos criterios también son con los que se evaluarán las aportaciones

individuales:

Asignar para cada una de las preguntas presentadas en las columnas una nota

dentro de la siguiente escala, según a aplique

1. ( 0 – 50 ) No. Malo

2. ( 51 - 70 ) Poca. Regular

3. ( 71 – 90 ) Suficiente .Bueno

4. ( 91 – 100 ) Aún más de lo solicitado. Excelente
Evaluación de las aportaciones por los compañeros del curso



Mi compañero:

Tuvo como mínimo 5 participaciones

Aportó material adicional para enriquecer sus opiniones sobre las preguntas

Aportó a la discusión ligas con ejemplos valiosos para el tema

Participó activamente en la compilación de la conclusión del equipo.

Sumatoria Total

Nombre
















Nombre
















Nombre
















Nombre
















Nombre
















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