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Cómo reprogramar virus como computadoras biomoleculares | Junghae Suh | TEDxRiceU 2014

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    Creo que todos podemos estar de acuerdo
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    que los gérmenes son
    verdaderamente molestos
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    y pueden tomar mi palabra para esto
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    porque soy una experta,
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    no sólo porque me gano la vida
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    trabajando con virus, que lo hago.
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    pero principalmente porque
    tengo dos hijos pequeños en casa,
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    tienen 2 y 4 años
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    y juro que son fábricas de gérmenes.
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    Parece que todas las semanas
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    están enfermos de algo,
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    tienen alguna enfermedad
    respiratoria superior
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    o inferior, diarrea, vómitos
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    lo que gusten, se infectan.
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    Lo que eso significa es
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    que constantemente estoy enferma.
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    En efecto, los gérmenes
    son una gran molestia,
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    pero por suerte, si es
    una infección bacteriana
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    se la puede tratar con antibióticos;
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    pero si es una infección viral
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    esperas a que se pase, ¿cierto?
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    Pero por suerte
    la mayoría de las infecciones
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    no son tan graves
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    y mis hijos sanarán en un par de semanas
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    Pero también sabemos
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    que existen muchos otros virus
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    que llevan a problemas más serios.
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    Pueden variar quizás desde
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    tener herpes labial de por vida
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    hasta algo más serio como debilitación
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    o incluso la muerte.
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    Entonces en general los virus son algo
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    de lo que quiero mantenerme alejada
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    Son desagradables.
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    Pero ahora déjenme
    presentarles a mi mamá.
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    Esta foto fue tomada
    en diciembre del 2008.
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    Estabamos visitando a mi hermano,
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    que vivía en Hawai en ese entonces.
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    A mi madre le encanta el golf,
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    su familia y el clima cálido.
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    Probablemente en ese orden.
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    Por lo que Hawai es realmente su paraíso.
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    Lo pasamos muy bien, fue muy divertido.
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    Por desgracia, cuando tomé esta foto
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    no sabía que el cuerpo de mi madre
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    estaba por traicionarla.
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    Porque sólo 6 meses después
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    se le diagnosticó cáncer de mama.
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    Cuando recibió el diagnóstico,
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    yo estaba embarazada de mi primer hijo.
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    Entonces se convirtió en un período
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    emocionalmente confuso para mí.
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    Porque, allí estaba yo,
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    desarrollando vida dentro de mi cuerpo
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    y allí estaba ella,
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    desarrollando lo que potencialmente
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    podría ser su muerte.
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    Y además, de estar embarazada,
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    yo empezaba a apreciar
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    los pechos femeninos como algo
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    que provee alimento, ¿cierto?
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    Se supone que sostienen la vida.
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    Pero su pecho se convertiría a la larga
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    en el origen de su muerte.
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    Por lo que fue un tiempo muy difícil
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    Un par de meses luego de su diagnóstico,
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    empezó su tratamiento para el cáncer,
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    quimioterapia, cirugía, radiación.
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    Fue un período muy difícil.
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    Y todas las cosas que se escuchan
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    sobre el tratamiento del cáncer,
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    en especial sobre lo horrendo
    que es la quimioterapia.
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    Es cierto, es realmente horrible.
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    Y esto es algo que no compenderían
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    a menos que Uds. o alguien a quien aman
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    tenga que pasar por eso.
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    Pero lo logramos.
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    Superamos ese largo intenso año
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    y en el hospital para tratar el cáncer,
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    tienen una campana que cuelgan en la pared
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    y al finalizar el año
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    pueden tocar la campana y decirles a todos
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    que has terminado el tratamiento,
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    que has acabado al cáncer.
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    Entonces estabamos muy felices ese día
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    pero esa felicidad y ese alivio
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    duraron extremadamente cortos.
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    Y la preocupacion empieza a surgir.
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    La fuente de esa preocupación
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    es debido a esta única palabra
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    esta única palabra que tiene tanto poder:
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    metástasis.
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    La metástasis es cuando el cáncer,
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    que se originó en una parte del cuerpo,
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    se disemina y se mueve
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    a diferentes partes del cuerpo
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    para originar tumores en otros lugares.
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    De acuerdo con la Sociedad
    Americana contra el Cáncer,
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    si las células cancerosas
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    se encuentran sólo en los pechos,
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    el período de supervivencia relativo
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    de 5 años es del 99%,
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    lo cual es genial, es estupendo.
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    Pero Uds. pueden ver que
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    si las células cancerosas se encuentran
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    en sitios metástasicos distantes
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    el período de supervivencia
    disminuye a 24%.
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    Eso es aterrador.
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    Por ende, tenemos uno de los más
    grandes desafíos de la medicina moderna,
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    a saber, ¿cómo administrar
    estas drogas tóxicas,
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    estos mensajes de muerte, si se quiere,
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    solo a esas células
    cancerosas metastásicas?
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    Cuando hablamos de administrar,
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    existen, en realidad, dos factores
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    que son necesarios considerar.
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    Uno es eficiencia,
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    qué tan bien es posible
    administrar esas drogas,
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    esos mensajes de muerte,
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    sólo a las células cancerosas, ¿cierto?
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    Y el segundo es especificidad.
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    Allí es donde se quiere que esas drogas
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    lleguen sólo a las células cancerosas,
  • 4:44 - 4:46
    esas células cancerosas metastásicas
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    y no afecten los otros tejidos sanos.
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    Y eso haría disminuir esos horribles
    efectos secundarios.
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    La pregunta es ¿cómo?
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    En mi trabajo, la respuesta
    está en los virus.
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    Los virus son máquinas
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    de nano-célula de la naturaleza
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    que han evolucionado
    para entregar genes,
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    o entregar mensajes a esas células.
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    Son increíblemente buenos en su trabajo.
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    Así, lo que estamos tratando de hacer
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    es desarrollar virus
    para tratar el cáncer.
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    Permítanme presentarles ahora
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    el virus en el que trabajamos.
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    Se llama virus adeno-asociado,
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    Es un virus muy benigno,
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    no está vinculado a ninguna enfermedad.
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    De hecho la mayoría de nosotros,
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    el 80% o 90% de los que estamos aquí,
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    ya hemos sido infectados por este virus.
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    Y entonces aquí les muestro
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    la cubierta externa de este virus.
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    No tiene nada en su interior
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    para que pueda llevar
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    una pequeña porción de ADN
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    que codifica ese mensaje
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    que desearíamos enviar
    a las células cancerosas.
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    Y entonces, cuando veo imágenes
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    como esta del virus, estoy convencida
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    de que la Madre Naturaleza es una artista.
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    No sólo eso, ella es
    una diseñadora competente.
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    El vínculo estrecho entre forma y función
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    es esencial para el diseño.
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    Este virus tiene sólo
    25 nanómetros de diámetro,
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    esto es 4000 veces más pequeño
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    que el ancho del cabello.
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    Entonces, en este pequeño paquete,
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    la Naturaleza no tiene
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    mucho espacio de maniobra
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    para incluír cosas que no son importantes
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    para la función definitiva del virus,
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    que es la de infectar a las células.
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    Lo que también quiero destacar
  • 6:40 - 6:43
    es que los virus son tecnología antigua.
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    Quiero decir, es verdaderamente,
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    tecnología muy antigua.
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    Miles de millones de años.
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    Lo que estamos tratando de hacer
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    es simplemente aprovechar
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    el trabajo de la Madre Naturaleza,
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    para programar estos virus
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    que maten el cáncer.
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    Nuestra estrategia general,
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    en nuestro laboratorio,
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    es la de programar
    algoritmos sintéticos
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    dentro de la estructura de los virus,
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    para entrenarlos a identificar
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    aquellas células cancerosas y destruirlas.
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    Ahora, resulta que ya es posible
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    pensar en los virus como
    computadoras nanoscópicas.
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    Ellos han evolucionado para detectar
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    señales biomoleculares en su entorno,
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    lo que podría incluír,
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    señales biomoleculares en nuestros cuerpos
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    para tener infecciones productivas
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    que lleven a la larga
    a la auto replicación.
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    En cada paso del proceso
    infeccioso del virus,
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    el virus detecta señales biomoleculares
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    que le permiten realizar
    el siguiente paso de esa infección.
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    De hecho es fascinante, porque resulta
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    que cada señal biomolecular actúa
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    sobre la cápside, modificándola,
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    a veces sólo un poco,
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    y otras veces muy radicalmente.
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    Entonces pueden pensar que los virus
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    son unos de los entes más primitivos
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    con la capacidad de cambiar de forma.
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    En nuestro trabajo,
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    básicamente estamos tomando
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    estas propiedades intrínsecas de los virus
  • 8:18 - 8:22
    como una inspiración y queremos reescribir
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    o reprogramar lo que los viurs detectan
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    y computan como entradas biomoleculares.
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    Aquí tienen algunos de los virus
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    que hemos reprogramado en el laboratorio.
  • 8:36 - 8:38
    Y sólo con verlos, en realidad,
  • 8:38 - 8:39
    no podrán notar la diferencia
  • 8:39 - 8:41
    entre los virus que hemos desarrollado
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    y los que existen en la Naturaleza.
  • 8:44 - 8:46
    Pero estos son diferentes.
  • 8:46 - 8:49
    Estos tienen algoritmos programados
    dentro de su estructura
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    que los convierten en asesinos
    en busca de cáncer.
  • 8:53 - 8:55
    Permítanme explicarles.
  • 8:57 - 8:59
    La idea básica es que queremos crear virus
  • 8:59 - 9:04
    que puedan viajar por todo
    el cuerpo de forma inerte
  • 9:04 - 9:07
    o en una configuración
    cerrada, si se quiere.
  • 9:07 - 9:08
    En esta configuración,
  • 9:08 - 9:12
    el virus no puede entregar
    el mensaje que transporta
  • 9:12 - 9:16
    hasta que se encuentra
    con alguna señal biomolecular,
  • 9:16 - 9:20
    esa señal representada
    por la esta llave aquí,
  • 9:20 - 9:22
    y esa llave abrirá la cápside,
  • 9:22 - 9:25
    ahora en esta configuración abierta
  • 9:25 - 9:29
    el virus puede entregar ese mensaje
    a las células cancerosas.
  • 9:30 - 9:33
    La otra forma que
    me gusta conceptualizar
  • 9:33 - 9:35
    nuestra estrategia de diseño es pensar
  • 9:35 - 9:37
    que estamos programando
  • 9:37 - 9:39
    una codificación en estos virus.
  • 9:39 - 9:41
    Entonces el mensaje no puede ser leído
  • 9:41 - 9:43
    a menos que sea decifrado
  • 9:43 - 9:45
    por la llave adecuada.
  • 9:48 - 9:52
    La siguiente pregunta
    natural es, ¿qué llave?
  • 9:52 - 9:55
    Y por suerte, los avances en
    la investigación biomédica
  • 9:55 - 9:58
    han respondido a
    esa pregunta por nosotros.
  • 9:58 - 10:01
    Resulta que si observan
    las células tumorales,
  • 10:01 - 10:02
    las masas tumorales,
  • 10:02 - 10:05
    presentan muchas señales biomoleculares,
  • 10:05 - 10:07
    que están presentes
  • 10:07 - 10:10
    en mayores concentraciones en el tumor,
  • 10:10 - 10:13
    ya sea afuera de las células cancerosas
  • 10:13 - 10:15
    o dentro de estas celulas.
  • 10:15 - 10:18
    Pueden imaginar que todas estas señales
  • 10:18 - 10:20
    pueden actuar como la llave
  • 10:20 - 10:22
    que abrirá nuestros virus.
  • 10:23 - 10:25
    Esta es una demostración
  • 10:25 - 10:28
    de cómo funciona uno
    de nuestros aparatos.
  • 10:28 - 10:30
    En este recuadro negro, no se ve nada
  • 10:30 - 10:33
    pero existe un campo completo de células
  • 10:33 - 10:36
    y a este campo
    le hemos añadido estos virus
  • 10:36 - 10:38
    que tenemos aquí, y en este caso
  • 10:38 - 10:41
    el virus todavía está
    en su estado cerrado,
  • 10:41 - 10:43
    su estado cifrado,
  • 10:43 - 10:45
    y como muestra este virus está entregando
  • 10:45 - 10:49
    un mensaje que, si es leído
    correctamente por esa célula,
  • 10:49 - 10:51
    cambiará su color a verde.
  • 10:51 - 10:53
    Es un mensaje verde.
  • 10:53 - 10:55
    Y pueden ver que de hecho
  • 10:55 - 10:56
    no hay muchas células
  • 10:56 - 10:59
    que pueden leer ese mensaje verde.
  • 10:59 - 11:00
    Esto es principalmente
  • 11:00 - 11:03
    porque el virus está cifrado.
  • 11:05 - 11:08
    A la inversa, cuando el virus detecta
  • 11:08 - 11:11
    estas llaves biomoleculares,
  • 11:11 - 11:13
    se abren los virus,
  • 11:13 - 11:15
    el mensaje es descifrado
  • 11:15 - 11:17
    y estas células ahora pueden leer
  • 11:17 - 11:19
    estos mensajes verdes.
  • 11:22 - 11:24
    Volvamos al esquema aquí.
  • 11:25 - 11:28
    Les dije que existen muchas llaves
  • 11:28 - 11:30
    dentro de la masa tumoral,
  • 11:30 - 11:33
    una mayor concentración dentro del tumor,
  • 11:33 - 11:34
    pero pueden haber notado
  • 11:34 - 11:36
    que también hay llaves,
  • 11:36 - 11:38
    presentes en menores concentraciones,
  • 11:38 - 11:40
    en otras partes del cuerpo.
  • 11:40 - 11:43
    Y eso representa un problema.
  • 11:43 - 11:47
    Que podría llevar a efectos
    secundarios no deseados
  • 11:47 - 11:49
    de los que desearían escaparse.
  • 11:49 - 11:51
    Entonces nuestra respuesta es tratar
  • 11:51 - 11:56
    de hacer que estos virus se abran
  • 11:56 - 11:58
    sólo cuando detectan dos llaves,
  • 11:58 - 12:00
    ambas, la roja y la verde.
  • 12:00 - 12:02
    Como se muestra aquí.
  • 12:02 - 12:04
    Y nosotros hemos generado con éxito
  • 12:04 - 12:07
    uno de estos dispositivos recientemente.
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    Otra forma de pensar en esto,
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    es programar un operador lógico "Y"
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    dentro de la estructura del virus.
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    Entonces, creo que en la comunidad
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    de la biotecnología de los virus
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    soñamos lo mismo,
    tenemos la misma visión.
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    En un futuro muy cercano,
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    queremos poder programar virus,
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    virus reales, como haríamos
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    con los programas de computadoras.
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    Y queremos que este proceso de diseño
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    sea estandarizado, modular
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    y lleve a un resultado predecible.
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    Los dejo con una reflexión,
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    la gran pregunta apremiante es,
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    ¿cómo funcionarán estos dispositivos
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    en el cuerpo humano?
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    ¿Harán realmente lo
    que nosotros proponemos?
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    No sabemos las respuestas
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    a estas preguntas todavía.
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    Pero yo trabajo con
    un excelente equipo de estudiantes,
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    muy trabajadores y apasionados
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    en esta investigación.
  • 13:10 - 13:12
    Así que sígannos
    y vean nuestro progreso
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    a lo largo de los próximos años.
  • 13:14 - 13:17
    Los invito. Viralícense con nosotros.
  • 13:17 - 13:19
    Muchas Gracias.
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    (Aplausos)
Title:
Cómo reprogramar virus como computadoras biomoleculares | Junghae Suh | TEDxRiceU 2014
Description:

Junghae Suh nos comparte su trabajo en aprovechar la naturaleza infecciosa de los virus para curar el cáncer, aunque esto suene ilógico en principio.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDxTalks
Duration:
13:43

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