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*Bioingeniería: proyectos que salvarán vidas
*Diseño molecular en la Universidad

Bioingeniería: proyectos que salvarán vidas

María del Carmen Mestanza. Pontificia Universidad Católica del Perú / El área de bioingeniería se inició en la Pontificia Universidad Católica del Perú con un proyecto del licenciado en enfermería Bruno Castillón; quien había atendido en Cajarmarca a un bebé prematuro que murió, a pesar de los cuidados recibidos, por falta de una incubadora. Después de esta lamentable experiencia el Lic. Castillón decidió buscar ayuda para iniciar su proyecto: construir el prototipo de una incubadora que, por su bajo costo, esté al alcance de los centros de salud del país.
Desde hace dos años el Taller de Desarrollos Especiales y Servicios Tecnológicos de la Sección esta desarrollando equipos en el área de bioingeniería en coordinación con la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH), el Concejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONCYTEC) y con la colaboración de los estudiantes de electrónica, mecánica, industrial y diseño industrial.
Incubadora y respirador artificial
Este primer equipo médico mereció el Premio a la Creatividad Tecnológica CPT, Teledata 1994. La incubadora ofrece a los neonatos de alto riesgo las mejores condiciones ambientales (temperatura, esterilidad, humedad y ventilación) que necesitan para sobrevivir. Actualmente se ha terminado la versión del diseño comercial en el que se han considerado todas las normas de control de calidad.
Hace año y medio los ingenieros Ismodes y Teodori promovieron la realización de un proyecto de respirador artificial del neumonólogo Dr. Oscar Gayoso de la UPCH. El prototipo diseñado tiene la capacidad de mantener la presión de aire constante, volumen, humedad, temperatura y la velocidad que requiere el paciente para que no colapse su pulmón. El equipo cuenta con un complejísimo sistema de alarma que se activaría si fallara alguna de las variables, se le han incorporado dos minicontroladores, sistemas neumáticos muy precisos combinados con informática y gráficos especiales que informan al médico sobre el estado del paciente. Consta además de dos minicomputadoras que trabajan en forma paralela y que se encargan de controlar el sistema de válvulas, sensores (flujo, presión, temperatura) y alarmas. En caso de que alguna de las computadoras se apagase o fallara el otro computador seguiría brindando al paciente las condiciones de aire que requiere para sobrevivir.
Este sofisticado equipo es uno de los primeros que se han construido en el país. La dirección ejecutiva del proyecto esta a cargo del Lic. Bruno Castillón. Participan los estudiantes Hever Burga, Miguel Chocos, Gonzalo Otazu, Eduardo Chirinos y Manuel Vásquez.

Diseño molecular en la Universidad

Comunicación. Univ. de Concepción /La generación de modelos de nuevas moléculas, el manejo de átomos la predicción y mejoramiento de propiedades constituyen el objeto del diseño y modelaje molecular. Se trata de la implementación de un método alternativo que hace posible otorgar estructuras tridimensionales a las moléculas de proteínas, visualizables a través de computación gráfica. La investigación se desarrolló en la Universidad de Concepción en el contexto del proyecto "Implementación de estaciones gráficas para diseño molecular e inversión biológica", puesto en marcha en 1994, en el laboratorio de Biofísica Molecular de la facultad de Ciencias Biológicas, y recientemente concluido. Estuvo a cargo de Mauricio Canales, doctorado en Ciencias Naturales en la Universidad Técnica de Braunschweig, Alemania.
El método, explica Canales, se puede relacionar con el concepto desarrollado por el artista al transmitirlo exactamente a la materia con que trabaja para crear una escultura. En este caso un programa computacional le permite desplegar en pantalla la imagen de una de las estructuras conocidas de moléculas de proteínas de referencia -homóloga a la que se estudia, y que no tiene estructura- que ha sido determinada experimentalmente y almacenadas en un banco de datos al que se acceda por Internet. "Entonces, la imagen tridimensional se puede manipular y transmitir toda la información estructural para construir un modelo de la proteína en estudio".
Cada proteína tiene características especificas. Al observar en pantalla su estructura se puede distinguir, por ejemplo, su secuencia principal, o esqueleto, también la estructura secundaria y la orientación de las distintas cadenas laterales de los aminoácidos que la componen y que le otorgan su cualidad
química. La proteína en definitiva es una secuencia de aminoácidos, ordenada espacialmente. Tiene distintas características de acuerdo a su secuencia aminoacídica.
Resultados del proyecto
Mauricio Canales enfatiza la importancia de conocer la estructura de las proteínas "que nos permite inferir y trabajar la función que esta ejerciendo en los organismos vivos". El método puede ser aplicado al área médica, con el diseño de vacunas sintéticas y fármacos; e industrial al introducir proteasas (enzimas) mejoradas a los detergentes, entre otros. "Como toda disciplina nueva, dice, su progreso depende del avance de áreas como la Biología Molecular y la Computación".
Entre los resultados del estudio se cuenta la generación de las estructuras de proteínas de Beta-lactamasa de Bacillus cereus (enzima que degrada penicilinas y cefalosporinas); subunidad Alfa de proteína G (clave en la transmisión de señales); isoenzimas de Lignina perodoxidasa (que degrada lignina, un componente de la madera); Rusticianina (enzima que ayuda a la solubilización de sulfuros de cobre); y Manganeso perodoxidasa.
Los recursos, explica, han permitido además dar el impulso a tres proyectos internos, uno terminado y otros dos en marcha. Canales da a conocer que también se han establecido colaboraciones con los doctores Nibaldo Inostrosa, para el estudio de la estructura y función del péptido Beta amiloideo, causante de la enfermedad del Alzheimer, y Rafael Vicuna con el que se esta concluyendo un modelo para la estructura de Manganeso peroxidasa de C. suvermispora. Ambos son investigadores de la Pontificia Universidad.
De igual manera, señala, se han realizado avances en el ámbito de la docencia con la introducción de los fundamentos de esta área a los cursos curriculares de Biofísica para Bioquímica, y en menor medida a licenciatura en educación en Biología y Química, e incluido prácticos generales de herramientas de computación en Biología. Se ha dictado, agrega el curso semestral de Biología Computacional para postgrado, y en este semestre se impartirá uno a nivel de pregrado.
Para el desarrollo del proyecto se instalaron dos equipos Silicon Graphics, con dos sistemas de programas para diseño molecular, uno de ellos donado por la Sociedad de Investigación en Biotecnología Braunschweig, Alemania. Con la colaboración de Ciencias Biológicas se adquirieron en centros especializados en la materia de diversos países europeos las principales bases de datos de estructuras de moléculas. Junto a esto se ha implementado, en forma parcial, las mayores bases de datos de genes y de información.
La iniciativa contó con el patrocinio de la Dirección de Investigación y el apoyo de la Dirección de Planificación e Informática, el departamento de Polimeros y la Facultad de Ciencias Biológicas.

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