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Israel: Nanotecnología ataca tumores con medicamentos contra el cáncer

Agencia AJN.- Un proceso automatizado crea robots químicos y farmacéuticos.

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Agencia AJN.- Los medicamentos que destruyen las células de los cánceres sólidos se pueden envolver en un «paquete nanométrico» en lugar de dispersarse por todo el cuerpo, dañando los tejidos sanos y provocando náuseas debido al daño del tejido intestinal, pérdida de cabello y efectos secundarios más graves.

Investigadores del Technion, el Instituto de Tecnología de Israel en Haifa han desarrollado un sistema automático para el diseño y la preparación de materiales estabilizadores para producir un «paquete nanométrico» de ese tipo, una plataforma para administrar medicamentos directamente a centros de cáncer en el cuerpo.

En un artículo recién publicado en la revista Biomaterials bajo el título «Descubrimiento automatizado de nanomateriales a través de la emisión inducida por agregación de fármacos», los investigadores informan que al usar su sistema innovador desarrollaron los materiales necesarios para crear la plataforma e incluso demostraron en experimentos preclínicos que es eficaz contra tumores malignos sólidos.

La investigación se llevó a cabo en la Facultad de Ingeniería Biomédica bajo el liderazgo del estudiante de doctorado Yuval Harris y la directora del laboratorio, Dra. Hagit Sason-Bauer, quien trabajó con el profesor asistente Yosi Shamay, experto en ingeniería biomédica para nanomedicina y nanoinformática contra el cáncer.

Los medicamentos contra el cáncer, como la quimioterapia y los inhibidores de la cinasa, están diseñados para destruir las células cancerosas, pero uno de sus principales problemas es que solo una pequeña fracción de la sustancia medicinal llega a su destino: las propias células cancerosas. El resto puede dañar tejidos sanos.

Los investigadores de Technion presentan un gran avance en este campo: un proceso automatizado para desarrollar materiales óptimos para la preparación de estas cápsulas. El proceso se utiliza como un robot químico que sintetiza nuevos materiales y como un robot farmacéutico que los formula en nanocápsulas que contienen el fármaco contra el cáncer.

“La tecnología que desarrollamos”, explicó Shamay, “se basa en un fenómeno interesante llamado emisión inducida por agregación (AIE): emisión de luz basada en el estado de agregación de la droga. Este efecto hace que en su forma sólida o agregada emita mucha energía lumínica, pero cuando es soluble o estable en una cápsula, casi no emite luz. De aproximadamente 40 medicamentos que probamos, encontramos 10 nuevos medicamentos en los que se produce este efecto. Se pueden utilizar como criterios de selección en el proceso automatizado”.

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El sistema automático desarrollado por él y su equipo permite saber, según la energía luminosa emitida por el fármaco, qué sustancia produce las mejores nanopartículas para ese fármaco. Esta técnica condujo al descubrimiento de un nuevo material estabilizador cuyas propiedades le otorgan muchas ventajas sobre los materiales existentes que se utilizan para crear cápsulas nanométricas para la administración de fármacos.

Los investigadores descubrieron que el nuevo material es mejor en varios aspectos que los materiales existentes, incluida la eficiencia, la seguridad, la uniformidad de las partículas que lo componen, la estabilidad en el tiempo y la cantidad de medicamentos que se pueden «envolver» y estabilizar con él. Todas estas características lo convierten en un superestabilizador adecuado para el campo de tratamiento en constante expansión que utiliza cápsulas a nanoescala.

El nuevo material, denominado R595, fue creado con una reacción química “verde” que no requiere el uso de solventes orgánicos contaminantes y tóxicos. Posee una altísima eficiencia de carga de fármaco (90%), lo que permite predecir la efectividad del tratamiento. En ensayos preclínicos, la cápsula fue eficaz en el tratamiento de tumores sólidos causados ​​por una mutación común en cánceres de pulmón, páncreas e intestinal.

Innovación

Científicos israelíes desarrollan tratamiento experimental que mejora la supervivencia en casos de hemorragias graves

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Agencia AJN.- Un nuevo tratamiento desarrollado por investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem en conjunto con el Cuerpo Médico de las Fuerzas de Defensa de Israel (FDI) podría transformar por completo la atención médica de emergencia en situaciones de trauma severo, tanto en el ámbito militar como civil.

La investigación, publicada recientemente en la revista Scientific Reports, demostró que la activación de una proteína específica —conocida como PKC-ε (Proteína Quinasa C épsilon)— después del inicio de una hemorragia masiva puede triplicar las tasas de supervivencia.

El estudio, liderado por los doctores Ariel Furer y Maya Simchoni del Instituto de Investigación en Medicina Militar (proyecto conjunto entre la Universidad Hebrea y el Cuerpo Médico de las FDI), simuló un shock hemorrágico extrayendo el 35% del volumen sanguíneo de modelos animales. Al aplicar el tratamiento apenas cinco minutos después del inicio de la hemorragia, la supervivencia saltó de un 25% a un 73%.

La clave del tratamiento es que ayuda a estabilizar las funciones cardiovasculares: mantiene la presión arterial, el ritmo cardíaco y la capacidad del corazón para bombear sangre. Además, se observó una mejora en la función mitocondrial del tejido cardíaco, es decir, ayuda a que las células generen energía suficiente para resistir el daño y mantener los órganos funcionando.

“Las hemorragias masivas siguen siendo uno de los mayores desafíos en la medicina de emergencia, tanto en el campo de batalla como en accidentes civiles”, explicó Furer. “Este avance abre una nueva puerta para tratamientos que podrían cambiar radicalmente las tasas de supervivencia en situaciones críticas.”

Actualmente, el tratamiento estándar para este tipo de emergencias es la reposición de fluidos, pero este método muchas veces genera complicaciones adicionales y daños en los tejidos. El enfoque israelí con PKC-ε parece no sólo estabilizar al paciente, sino además proteger los órganos contra ese tipo de daño secundario.

A pesar de los resultados alentadores, los investigadores subrayaron que es necesario avanzar hacia ensayos clínicos para confirmar su efectividad en humanos. Sin embargo, el potencial es enorme, sobre todo para el uso por parte de equipos de primeros auxilios y médicos en zonas de combate o en escenarios de catástrofes.

Con este desarrollo, Israel vuelve a posicionarse a la vanguardia de la medicina de emergencia, aportando conocimiento y soluciones que podrían salvar miles de vidas en todo el mundo.

Fuente: Israel21.

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Ciencia

Científicos israelíes: Modelos generales de inteligencia artificial son mejores que los específicos para médicos para diagnosticar casos complejos

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Agencia AJN.- Un equipo de investigadores de la Universidad Ben-Gurión del Néguev ha desarrollado una nueva base de datos para evaluar la capacidad de los modelos de propósito general de inteligencia artificial (IA) para diagnosticar casos médicos complejos, según The Press Service of Israel (TPS-IL).

Sus hallazgos, presentados ante la Asociación para el Avance de la Inteligencia Artificial en Filadelfia, sugieren que modelos como el GPT-4o podrían ser más efectivos que los diseñados específicamente para la medicina.

Tradicionalmente, los modelos de propósito general de IA se han probado en casos médicos más simples, como preguntas de exámenes o enfermedades comunes, pero no en los casos complejos del mundo real que los médicos suelen enfrentar. Para subsanar esa deficiencia, los investigadores crearon una base de datos de 3.562 informes de casos médicos del BMC Journal of Medical Case Reports, que incluye descripciones detalladas de casos médicos inusuales y sus diagnósticos. Los casos se presentaron mediante preguntas abiertas y de opción múltiple, simulando escenarios de diagnóstico reales.

Los resultados fueron sorprendentes: GPT-4o superó a modelos médicos como Meditron-70B y MedLM-Large en el diagnóstico de esos casos complejos. GPT-4o logró una precisión del 87,9% en preguntas de opción múltiple y del 76,4% en preguntas abiertas, superando a los especializados.

“Nos sorprendió ver que los modelos generales, como GPT-4o, tuvieran un mejor rendimiento que los adaptados para la medicina. Mostramos que los modelos de lenguaje de gran tamaño pueden utilizarse para diagnosticar casos médicos complejos”, afirmó Ofir Ben-Shoham, uno de los investigadores.

La base de datos CUPCase que creó el equipo podría convertirse en una herramienta valiosa para probar nuevos modelos de IA en el futuro. Está abierta al público y puede ampliarse con casos adicionales a medida que se desarrollen nuevos modelos.

“El objetivo era crear un sistema que pudiera evaluar la eficacia de los modelos lingüísticos para diagnosticar casos complejos del mundo real, no solo los comunes”, afirmó el estudiante de doctorado Uriel Peretz.

El doctor Nadav Rapoport, otro miembro del equipo de investigación, explicó que diagnosticar casos complejos puede ser un proceso largo e incierto, lo que genera retrasos y mayores costos para los pacientes. La base de datos CUPCase, al proporcionar casos reales detallados, puede ayudar a acelerar ese proceso y mejorar la atención del paciente.

La investigación tiene diversas aplicaciones prácticas en el ámbito sanitario, principalmente al mejorar la velocidad y precisión de los diagnósticos médicos.

Modelos de IA como GPT-4o podrían ayudar a los médicos a diagnosticar casos médicos complejos con mayor rapidez, reduciendo los retrasos en el diagnóstico y mejorando los resultados de los pacientes.

La base de datos CUPCase, que incluye una colección de casos del mundo real, puede servir como una valiosa herramienta de apoyo a la toma de decisiones clínicas, ayudando a los médicos a tomar decisiones más precisas, especialmente en casos difíciles o poco frecuentes.

Además, el modelo de IA podría facilitar la formación de profesionales médicos, ofreciendo un recurso interactivo para el aprendizaje de procesos diagnósticos complejos.

Las herramientas basadas en IA también podrían ampliar el acceso a apoyo diagnóstico de expertos en zonas desatendidas, donde los especialistas pueden ser limitados. En entornos de cuidados críticos, los modelos de IA podrían proporcionar asistencia diagnóstica en tiempo real.

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