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Titel:
Nueva nanotecnología para la detección temprana de cáncer
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Beschreibung:
¿Qué pasaría si cada hogar contara con un sistema de detección temprana de cáncer? El investigador Joshua Smith desarrolla una "alarma de cáncer" con nanobiotecnología que escanea rastros de la enfermedad en forma de biomarcadores especiales denominados exosomas. En esta charla visionaria, Joshua comparte su sueño de revolucionar la detección de cáncer y, finalmente, salvar vidas.
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Sprecher:
Joshua Smith
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"Tienes cáncer."
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Tristemente, cerca del 40 %
oiremos esas palabras en nuestra vida
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y la mitad no sobrevivirá.
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Es decir, a dos de cada cinco
de nuestros parientes y amigos cercanos
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se les diagnosticará
algún tipo de cáncer,
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y uno morirá.
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Más allá de las dificultades físicas,
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cerca de un tercio de los
que sobreviven al cáncer en EE. UU.
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se endeudarán por el tratamiento.
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Y tienen el doble
de posibilidades de ir a la quiebra
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que aquellas sin cáncer.
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Esta enfermedad es generalizada.
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Es emocionalmente agotadora
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y, para muchos,
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económicamente destructiva.
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Pero un diagnóstico de cáncer
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no tiene que ser
una sentencia de muerte.
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Descubrirlo en su fase inicial,
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acercarse a su origen,
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es uno de los factores cruciales
para mejorar las opciones de tratamiento,
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reducir su impacto emocional
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y minimizar la carga financiera.
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Más importante aún,
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descubrir el cáncer antes,
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uno de los objetivos
principales de mi investigación,
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aumenta enormemente
las posibilidades de vida.
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Por ejemplo, en el cáncer
de mama, descubrimos que
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todas las que son diagnosticadas
y reciben tratamiento en la etapa 1
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tienen una expectativa de vida
de 5 años de casi el 100 %.
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Esta expectativa disminuye a un
mero 22 % si se lo trata en la etapa 4.
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Estos hallazgos son similares
en el cáncer colorrectal y de ovario.
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Todos sabemos
que un diagnóstico precoz preciso
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es crucial para la supervivencia.
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El problema es
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que muchos métodos
de diagnóstico son invasivos,
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costosos,
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a menudo imprecisos
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y la obtención de resultados
constituye una espera agonizante.
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Aún peor, cuando se trata de
algunas formas de cáncer,
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como el de ovario,
hígado o páncreas,
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no existen buenos métodos
de detección precoz.
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Por eso, las personas
se realizan los exámenes
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cuando ya aparecieron
los síntomas físicos,
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que ya son indicadores de
las últimas etapas de progresión.
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Como un tornado que azota un área
sin que suene una alarma de advertencia,
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no hay alarma que avise,
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porque el daño ya está causado
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al reducirse enormemente
las posibilidades de vida.
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Contar con opciones de detección
convenientes y accesibles,
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que sean asequibles, no invasivas
y que provean resultados con rapidez,
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nos aportaría un arma formidable
en la lucha contra el cáncer.
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Un aviso temprano nos permitiría
adelantarnos a la enfermedad
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en lugar de sólo seguir sus pasos.
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Y esto es exactamente
lo que he estado haciendo.
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Durante los últimos 3 años,
he estado desarrollando tecnologías
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que finalmente asistan a los clínicos
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en el diagnóstico precoz
del cáncer en su etapa temprana.
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Mi motor ha sido
mi profunda curiosidad científica
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y mi pasión
por cambiar estas estadísticas.
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El año pasado, sin embargo,
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esta lucha se convirtió en algo personal
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cuando a mi esposa
se le diagnosticó cáncer de mama.
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Fue una experiencia
que le sumó una fuerte
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e inesperada dimensión
emocional a estos esfuerzos.
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Sé de antemano
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cuánto puede el tratamiento
alterar nuestras vidas,
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y soy profundamente consciente
de los estragos emocionales
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que el cáncer puede afectar
a una familia.
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En nuestro caso, eso incluyó
nuestras dos jóvenes hijas.
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Debido a que lo detectamos temprano
durante una mamografía de rutina,
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pudimos enfocarnos primeramente
en las opciones de tratamiento
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del tumor localizado.
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Esto reafirmó la importancia
de un diagnóstico temprano.
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A diferencia de otras formas de cáncer,
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las mamografías constituyen
un método de detección precoz
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del cáncer de mama.
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Aún así, no todas
las mujeres se las hacen,
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o desarrollan cáncer de pecho
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antes de la edad promedio
recomendada para hacerse mamografía.
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Por lo tanto, aún queda mucho por hacer,
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incluso para los cánceres
que cuentan con métodos de detección,
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y, por supuesto,
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beneficios considerables
para aquellos que no.
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Entonces, el desafío primordial
para los investigadores
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es desarrollar métodos
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para que las técnicas convencionales
que detectan muchos tipos de cánceres
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sean más accesibles.
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Imaginen un escenario en donde,
durante su chequeo regular,
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su doctor toma una muestra de orina
de manera simple y no invasiva,
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u otra biopsia líquida,
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y les da los resultados
antes de dejar su consultorio.
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Esta tecnología podría reducir
radicalmente el número de personas
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que escapan del diagnóstico
de cáncer en su fase inicial.
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Mi equipo de investigación
de ingenieros y bioquímicos
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está trabajando en este desafío.
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Estamos investigando maneras de activar
una alarma de detección temprana de cáncer
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en exámenes de rutina que empezarían
cuando la persona está sana.
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Esto permitiría tomar medidas
para detener el cáncer en su origen,
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y antes de que pueda ir
más allá de su fase inicial.
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La solución milagrosa, en este caso,
está en pequeñas vesículas.
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Pequeñas cápsulas de escape liberadas
por células denominadas exosomas.
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Los exosomas son biomarcadores importantes
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que proveen un sistema
de detección temprana del cáncer.
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Y, como están presentes en abundancia
en casi cualquier fluido corporal,
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sangre, orina y saliva incluidas,
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son extremadamente atractivos
para las biopsias líquidas no invasivas.
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Existe solo un problema.
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El sistema automatizado para clasificar
estos importantes biomarcadores
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no se encuentra disponible actualmente.
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Hemos creado una tecnología
que denominamos nano-DLD
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que es precisamente capaz de lo siguiente:
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aislamiento automatizado del exosoma
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para asistir en el rápido
diagnóstico de cáncer.
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Los exosomas son el arma
de detección temprana
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más nueva, por así decirlo,
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que surge del frente
de la biopsia líquida.
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Son muy, muy pequeños.
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Miden sólo 30 a 150
nanómetros de diámetro.
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Son tan pequeños
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que alrededor de 1 millón
de ellos cabe en un solo glóbulo rojo.
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Esa es la diferencia
entre una bola de golf
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y un grano fino de arena.
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Se creía que eran
pequeños contenedores
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de depósitos celulares.
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Sin embargo, se ha descubierto
que las células se comunican
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al producir y absorber estos exosomas
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que contienen receptores superficiales,
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proteínas y otro material genético
recolectado de su célula de origen.
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Cuando son absorbidos
por una célula próxima,
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los exosomas liberan su contenido
dentro de la célula receptora
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y pueden poner en marcha
cambios fundamentales
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en la expresión genética.
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Algunos de estos cambios son buenos
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y otros, como en el caso del cáncer,
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son malos.
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Debido a que están revestidos
en el material de la célula madre,
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y contienen una muestra de su ambiente,
proporcionan un panorama genético
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de la salud de la célula y de su origen.
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Todas estas cualidades
hacen de los exosomas
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mensajeros invaluables
que potencialmente permiten a los médicos
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intentar "escuchar"
su salud a nivel celular.
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Sin embargo, para una
detección precoz de cáncer
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hay que interceptar
estos mensajes con frecuencia
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para determinar cuándo el cáncer
que trae complicaciones en su cuerpo
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decida iniciar una revolución.
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Por esta razón, los métodos
de detección precoz son cruciales
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y estamos desarrollando
tecnologías que hagan esto posible.
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Aunque este año salió al mercado
el primer diagnóstico basado en exosoma,
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aún no forma parte de las opciones
convencionales de salud.
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Además de su reciente aparición,
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otro factor que limita
su adopción generalizada
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es que no existe actualmente un sistema
de aislamiento automatizado de exosomas
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que haga que los métodos de detección
precoz sean accesibles económicamente.
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El estándar de oro actual
para el aislamiento de exosomas
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incluye la ultracentrifugación,
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un proceso que requiere
un equipo de laboratorio costoso,
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técnicos de laboratorios capacitados
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y alrededor de 30 horas
para procesar una muestra.
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Nosotros hemos desarrollado
un enfoque diferente para alcanzar
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el aislamiento automatizado del exosoma
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a partir de una muestra como la orina.
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Utilizamos una técnica de chip
de separación de flujo continuo denominada
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desplazamiento lateral determinista.
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Y con ella hemos desarrollado
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lo que la industria de semiconductores
ha logrado durante estos 50 años.
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Redujimos las dimensiones
de esta tecnología
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de la escala de micrón
a la nanoescala real.
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En pocas palabras,
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un conjunto de pequeños pilares
separados por espacios nanoscópicos
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están dispuestos de tal manera
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que el sistema divide
el fluido en una serie de flujos.
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Las nanopartículas más grandes
asociadas al cáncer se separan
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a través del re direccionamiento
de las más pequeñas y sanas.
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Las últimas, por el contrario,
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se desplazan alrededor de los pilares
con movimientos de zig zag
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en dirección a la corriente del fluido.
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El resultado de este proceso
es una separación completa
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de estos dos grupos de partículas.
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Se puede comparar
este proceso de segregación
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con el tráfico en una carretera
que se divide en dos caminos distintos.
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Uno de estos caminos
desemboca en un túnel de cota baja
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debajo de una montaña,
y el otro camino rodeando el túnel.
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Los autos pequeños viajan en el túnel
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y, los grandes camiones que transportan
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materiales altamente peligrosos
deben ir por el desvío.
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El tráfico se separa eficazmente
según su tamaño y contenido
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sin impedir su circulación.
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Así es como nuestro sistema funciona
en un escala mucho menor.
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La idea es que el proceso de separación
para la detección de cáncer
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pueda ser tan simple como procesar
una muestra de orina, sangre o saliva;
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lo cual es una posibilidad
a corto plazo dentro de unos años.
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Por último, éste podría servir
para aislar y detectar los exosomas
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de un tipo particular de cáncer
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al percibir e informar su presencia
en cuestión de minutos.
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Esto produciría diagnósticos
rápidos, virtualmente indoloros.
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En líneas generales,
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la capacidad de separar
y enriquecer a los biomarcadores
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con precisión de nanoescala
de forma automatizada,
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permitirá un mejor entendimiento
de enfermedades como el cáncer,
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con aplicaciones que van
desde la preparación de una muestra
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hasta el diagnóstico,
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y del monitoreo de la resistencia a drogas
hasta la terapéutica.
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Incluso antes del episodio
de cáncer de mi esposa,
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mi sueño era facilitar
la automatización de este proceso
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para que los métodos de detección precoz
convencionales sean más accesibles
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de la misma forma que Henry Ford
hizo que el autmóvil fuera accesible
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para la población en general
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cuando desarrolló su línea de ensamble.
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La automatización
es la clave de la accesibilidad.
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Y en alusión al sueño de Hoover:
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"Un pollo en cada olla
y un auto en cada garage",
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estamos desarollando una tecnología
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que finalmente pueda colocar un
sistema de detección precoz de cáncer
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en cada hogar.
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Esto brindaría a cada mujer, hombre y niño
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la posibilidad de ser controlados
regularmente mientras están saludables,
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y detectar así el cáncer
en su etapa de inicio.
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Tengo el sueño y la esperanza
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de ayudar a todas las personas
en el mundo a eludir los altos costos
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físicos, financieros y emocionales
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que hoy en día enfrentan
los pacientes con cáncer.
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Adversidades con las
que estoy muy familiarizado.
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También estoy contento de anunciarles
que debido a que detectamos
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el cáncer de mi esposa temprano,
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su tratamiento fue exitoso,
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y ,afortunadamente, ya no tiene cáncer.
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Es el resultado que me gustaría ver
en todos los pacientes de cáncer.
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Con el trabajo que mi equipo
ya ha realizado
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de separación
de biomarcadores a nanoescala
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para el diagnóstico
precoz de cáncer en su fase inicial,
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tengo fe de que en la próxima década
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esta tecnología estará disponible;
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y podremos proteger a nuestros amigos,
familia y a futuras generaciones.
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Incluso si desafortunadamente
nos diagnosticaran cáncer
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esa alarma de detección temprana
nos brindará una luz de esperanza.
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