{"id":64951,"date":"2024-12-07T11:48:35","date_gmt":"2024-12-07T16:48:35","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=64951"},"modified":"2024-12-07T11:48:36","modified_gmt":"2024-12-07T16:48:36","slug":"laboratorios-diminutos-y-portatiles-clasifican-a-los-germenes-usando-electricidad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/12\/07\/laboratorios-diminutos-y-portatiles-clasifican-a-los-germenes-usando-electricidad\/","title":{"rendered":"&#8220;Laboratorios&#8221; diminutos y port\u00e1tiles clasifican a los g\u00e9rmenes usando electricidad"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><em>Por<\/em>: <a href=\"https:\/\/theconversation.com\/profiles\/blanca-h-lapizco-encinas-2233102\">Blanca H. Lapizco-Encinas<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cuando piensas en campos el\u00e9ctricos, probablemente pienses en electricidad, el material que hace posible la vida moderna al alimentar todo, desde electrodom\u00e9sticos hasta tel\u00e9fonos celulares. Los investigadores han estado estudiando los principios de la electricidad desde el siglo XVII. Benjamin Franklin, famoso por su experimento de la cometa, demostr\u00f3 que los rayos eran, de hecho, el\u00e9ctricos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La electricidad tambi\u00e9n ha permitido grandes avances en biolog\u00eda. Una t\u00e9cnica llamada electroforesis permite a los cient\u00edficos analizar las mol\u00e9culas de la vida (ADN y prote\u00ednas) separ\u00e1ndolas por su carga el\u00e9ctrica. La electroforesis no solo se ense\u00f1a com\u00fanmente en biolog\u00eda de la escuela secundaria, sino que tambi\u00e9n es un caballo de batalla de muchos laboratorios cl\u00ednicos y de investigaci\u00f3n, incluido el m\u00edo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Soy una profesora de ingenier\u00eda biom\u00e9dica que trabaja con sistemas electrofor\u00e9ticos miniaturizados. Juntos, mis estudiantes y yo desarrollamos versiones port\u00e1tiles de estos dispositivos que detectan r\u00e1pidamente pat\u00f3genos y ayudan a los investigadores a luchar contra ellos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>\u00bfQu\u00e9 es la electroforesis?<br><\/strong>Los investigadores descubrieron la electroforesis en el siglo XIX al aplicar un voltaje el\u00e9ctrico a part\u00edculas de arcilla y observar c\u00f3mo migraban a trav\u00e9s de una capa de arena. Tras los avances del siglo XX, la electroforesis se convirti\u00f3 en una pr\u00e1ctica habitual en los laboratorios.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Para entender c\u00f3mo funciona la electroforesis, primero hay que explicar los campos el\u00e9ctricos, que son fuerzas invisibles que ejercen entre s\u00ed las part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente, como los protones y los electrones. Por ejemplo, una part\u00edcula con carga el\u00e9ctrica positiva se sentir\u00eda atra\u00edda por una part\u00edcula con carga negativa. En este caso se aplica la ley de &#8220;los polos opuestos se atraen&#8221;. Las mol\u00e9culas tambi\u00e9n pueden tener carga; que sea m\u00e1s positiva o m\u00e1s negativa depende de los tipos de \u00e1tomos que la componen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Gel Electrophoresis\" width=\"640\" height=\"360\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/ZDZUAleWX78?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En la electroforesis, se genera un campo el\u00e9ctrico entre dos electrodos conectados a una fuente de alimentaci\u00f3n. Un electrodo tiene carga positiva y el otro carga negativa. Se colocan en lados opuestos de un recipiente lleno de agua y un poco de sal, que puede conducir la electricidad.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cuando hay mol\u00e9culas cargadas, como el ADN y las prote\u00ednas, en el agua, los electrodos crean un campo de fuerza entre ellos que empuja las part\u00edculas cargadas hacia el electrodo con carga opuesta. Este proceso se denomina migraci\u00f3n electrofor\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En la electroforesis se genera un campo el\u00e9ctrico entre dos electrodos conectados a una fuente de alimentaci\u00f3n. Un electrodo tiene una carga positiva y el otro una carga negativa. Est\u00e1n colocados en lados opuestos de un recipiente lleno de agua y un poco de sal, que puede conducir la electricidad.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cuando hay mol\u00e9culas cargadas, como ADN y prote\u00ednas, en el agua, los electrodos crean un campo de fuerza entre ellos que empuja las part\u00edculas cargadas hacia el electrodo con carga opuesta. Este proceso se denomina migraci\u00f3n electrofor\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/image-17.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-64963\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Los pat\u00f3genos tienen cargas el\u00e9ctricas distintas y se pueden separar midiendo la velocidad con la que se desplazan a trav\u00e9s de la electroforesis. Cr\u00e9dito de la imagen: Blanca H. Lapizco-Encinas, CC BY-SA.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A los investigadores les gusta la electroforesis porque es r\u00e1pida y flexible. La electroforesis puede ayudar a analizar distintos tipos de part\u00edculas, desde mol\u00e9culas hasta microbios. Adem\u00e1s, la electroforesis se puede realizar con materiales como papel, geles y tubos delgados. En 1972, el f\u00edsico Stanislav Dukhin y sus colegas observaron otro tipo de migraci\u00f3n electrofor\u00e9tica llamada electroforesis no lineal que pod\u00eda separar las part\u00edculas no solo por su carga el\u00e9ctrica, sino tambi\u00e9n por su tama\u00f1o y forma.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Campos el\u00e9ctricos y pat\u00f3genos<br><\/strong>Los avances posteriores en la electroforesis la han convertido en una herramienta \u00fatil para combatir los pat\u00f3genos. En particular, la revoluci\u00f3n de la microflu\u00eddica hizo posible la creaci\u00f3n de laboratorios diminutos que permiten a los investigadores detectar r\u00e1pidamente los pat\u00f3genos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En 1999, los investigadores descubrieron que estos diminutos sistemas de electroforesis tambi\u00e9n pod\u00edan separar pat\u00f3genos intactos por diferencias en su carga el\u00e9ctrica. Colocaron una mezcla de varios tipos de bacterias en un capilar de vidrio muy fino que luego fue expuesto a un campo el\u00e9ctrico. Algunas bacterias salieron del dispositivo m\u00e1s r\u00e1pido que otras debido a sus distintas cargas el\u00e9ctricas, lo que hizo posible separar los microbios por tipo. La medici\u00f3n de sus velocidades de migraci\u00f3n permiti\u00f3 a los cient\u00edficos identificar cada especie de bacteria presente en la muestra mediante un proceso que tom\u00f3 menos de 20 minutos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La microflu\u00eddica mejor\u00f3 este proceso a\u00fan m\u00e1s. Los dispositivos de microflu\u00eddica son lo suficientemente peque\u00f1os como para caber en la palma de la mano. Su tama\u00f1o miniatura les permite realizar an\u00e1lisis mucho m\u00e1s r\u00e1pido que los equipos de laboratorio convencionales porque las part\u00edculas no necesitan viajar tanto a trav\u00e9s del dispositivo para ser analizadas. Esto significa que las mol\u00e9culas o pat\u00f3genos que buscan los investigadores se detectan m\u00e1s f\u00e1cilmente y es menos probable que se pierdan durante el an\u00e1lisis.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/image-18.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-64965\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Este es un ejemplo de un dispositivo de electroforesis microflu\u00eddica que la autora utiliza en su laboratorio. Cr\u00e9dito de la imagen: Alaleh Vaghef-Koodehi, CC BY-SA.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Por ejemplo, las muestras analizadas con sistemas de electroforesis convencionales tendr\u00edan que viajar a trav\u00e9s de tubos capilares de entre 30 y 80 cent\u00edmetros de largo. Estos pueden tardar entre 40 y 50 minutos en procesarse y no son port\u00e1tiles. En comparaci\u00f3n, las muestras analizadas con sistemas de electroforesis diminutos migran a trav\u00e9s de microcanales de solo 1 a 5 cent\u00edmetros de largo. Esto se traduce en dispositivos peque\u00f1os y port\u00e1tiles con tiempos de an\u00e1lisis de aproximadamente dos a tres minutos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La electroforesis no lineal ha permitido la creaci\u00f3n de dispositivos m\u00e1s potentes al permitir a los investigadores separar y detectar pat\u00f3genos por su tama\u00f1o y forma. Mis colegas de laboratorio y yo demostramos que la combinaci\u00f3n de la electroforesis no lineal con la microflu\u00eddica no solo puede separar distintos tipos de c\u00e9lulas bacterianas, sino tambi\u00e9n c\u00e9lulas bacterianas vivas y muertas.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Sistemas de electroforesis diminutos en medicina<br><\/strong>La electroforesis microflu\u00eddica tiene el potencial de ser \u00fatil en todas las industrias. Principalmente, estos peque\u00f1os sistemas pueden reemplazar los m\u00e9todos de an\u00e1lisis convencionales con resultados m\u00e1s r\u00e1pidos, mayor comodidad y menor costo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Por ejemplo, al probar la eficacia de los antibi\u00f3ticos, estos diminutos dispositivos podr\u00edan ayudar a los investigadores a determinar r\u00e1pidamente si los pat\u00f3genos han muerto despu\u00e9s del tratamiento. Tambi\u00e9n podr\u00edan ayudar a los m\u00e9dicos a decidir qu\u00e9 f\u00e1rmaco es el m\u00e1s adecuado para un paciente, al distinguir r\u00e1pidamente entre bacterias normales y bacterias resistentes a los antibi\u00f3ticos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Mi laboratorio tambi\u00e9n est\u00e1 trabajando en el desarrollo de sistemas de microelectroforesis para purificar virus bacteri\u00f3fagos que se pueden utilizar para tratar infecciones bacterianas. Con un mayor desarrollo, el poder de los campos el\u00e9ctricos y la microflu\u00eddica puede acelerar la forma en que los investigadores detectan y combaten los pat\u00f3genos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><em>Este art\u00edculo es una traducci\u00f3n de otro publicado en <a href=\"https:\/\/theconversation.com\/us\">The Conversation<\/a>. Puedes leer el texto original haciendo clic <a href=\"https:\/\/theconversation.com\/tiny-laboratories-that-fit-in-your-hand-can-rapidly-identify-pathogens-using-electricity-241184\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/theconversation.com\/tiny-laboratories-that-fit-in-your-hand-can-rapidly-identify-pathogens-using-electricity-241184\">aqu\u00ed<\/a>.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Por: Blanca H. 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