Investigadores de la Universidad de Barcelona (UB) han desarrollado un microscopio en miniatura, del tama\u00f1o de un chip, basado en tecnolog\u00edas microelectr\u00f3nicas. Este innovador dispositivo supone un cambio de paradigma, ya que puede conectarse directamente a la muestra, a diferencia de los microscopios convencionales que necesitan que \u00e9sta se transporte al aparato cada vez que se quiere examinar. Adem\u00e1s, tambi\u00e9n permite una monitorizaci\u00f3n en tiempo real y an\u00e1lisis simult\u00e1neo de distintas muestras manteniendo sus condiciones de cultivo.<\/p>\n
\u00abEsta tecnolog\u00eda \u00fanica podr\u00eda tener un impacto transformador en diferentes \u00e1mbitos, desde la investigaci\u00f3n biom\u00e9dica o el desarrollo de f\u00e1rmacos, hasta el control de la calidad del agua o del proceso de producci\u00f3n de vinos\u00bb, explica \u00c1ngel Dieguez, coordinador del proyecto y profesor del Departamento de Ingenier\u00eda Electr\u00f3nica y Biom\u00e9dica de la Facultad de F\u00edsica de la UB y miembro del Instituto de Nanociencia y Nanotecnolog\u00eda de la UB (IN2UB).<\/p>\n
Un proceso m\u00e1s econ\u00f3mico y eficiente<\/strong><\/p>\n El microscopio se basa en una c\u00e1mara CMOS \u2013 una tecnolog\u00eda para la construcci\u00f3n de circuitos integrados que permite una gran miniaturizaci\u00f3n \u2013 y una micropantalla con peque\u00f1os LEDs que iluminan el objeto para crear im\u00e1genes de sombra de la muestra. Estas im\u00e1genes se capturan con un detector muy sensible y se procesan con algoritmos de visi\u00f3n artificial para extraer informaci\u00f3n relevante para el usuario. \u201cGracias a la integraci\u00f3n del microscopio con las muestras, pueden controlarse continuamente. Tambi\u00e9n permite el procesamiento paralelo de m\u00faltiples muestras, acelerando, por tanto, todo el proceso y mejorar la eficiencia y los recursos\u201d, se\u00f1ala el investigador.<\/p>\n Adem\u00e1s, una de las ventajas de la tecnolog\u00eda es que el an\u00e1lisis de las muestras se realiza sin necesidad de intervenci\u00f3n del usuario. En este sentido, el equipo investigador tambi\u00e9n desarrolla software impulsado por inteligencia artificial para automatizar este an\u00e1lisis, adaptado a las necesidades de cada proyecto en el que se utiliza el microscopio.<\/p>\n Un dispositivo para impulsar el desarrollo de f\u00e1rmacos<\/strong><\/p>\n Las caracter\u00edsticas del nuevo dispositivo hacen que tenga un gran potencial en distintos \u00e1mbitos del sector sanitario y biom\u00e9dico. Una de las l\u00edneas donde ya se est\u00e1 aplicando es acompa\u00f1ando a la tecnolog\u00eda Organ en un chip (OOC, siglas de la palabra inglesa Organ-on-a-Chip), un sistema que se est\u00e1 empezando a utilizar como sustituto de los estudios con animales para acelerar el descubrimiento de nuevos f\u00e1rmacos. Se trata de una metodolog\u00eda de cultivo celular que, mediante chips controlados por ordenadores y sensores que miden el metabolismo celular, simula el microambiente y los aspectos funcionales clave de \u00f3rganos vivos en una escala microsc\u00f3pica. \u201cA partir de c\u00e9lulas y tejidos se replican artificialmente \u00f3rganos como, por ejemplo, el h\u00edgado. De esta forma, los medicamentos testados en estos OOC podr\u00edan ser incluso m\u00e1s fiables que los f\u00e1rmacos que han pasado por pruebas en animales, ya que los \u00f3rganos animales no son exactamente iguales a los humanos y no siempre tienen las mismas respuestas\u201d, detalla \u00c1ngel Dieguez .<\/p>\n En este contexto, el nuevo microscopio ultracompacto puede conectarse a cada OOC del experimento, \u201celiminando la necesidad de transportar muestras de la incubadora al microscopio, al tiempo que se reducen los consumibles necesarios para llevar a cabo todo el procedimiento\u201d, explica el investigador.<\/p>\n Actualmente, el equipo del profesor Dieguez est\u00e1 trabajando en un proyecto con el Instituto de Bioingenier\u00eda de Catalu\u00f1a (IBEC) para utilizar esta t\u00e9cnica de microscop\u00eda con OCC que simulan diferentes \u00f3rganos para estudiar la enfermedad del h\u00edgado graso y su impacto en la p\u00e9rdida de masa muscular.<\/p>\n Una herramienta para mejorar la producci\u00f3n vin\u00edcola<\/strong><\/p>\n El nuevo microscopio tambi\u00e9n se utiliza para monitorizar in situ el proceso de fermentaci\u00f3n del vino con el objetivo de obtener una mejora en la producci\u00f3n y un mayor control de las posibles especies contaminantes. Esta observaci\u00f3n en tiempo real incorpora tambi\u00e9n tecnolog\u00edas de reconocimiento autom\u00e1tico celular que permiten automatizar procesos que tradicionalmente son manuales y poco eficaces para los productores de vino. De esta forma, la nueva tecnolog\u00eda puede ayudar a las empresas que participen en el proyecto a reducir los costes econ\u00f3micos provocados por los problemas de fermentaci\u00f3n y minimizar el desperdicio de materia prima.<\/p>\n Se trata de una iniciativa que cuenta con la participaci\u00f3n del Instituto Catal\u00e1n de la Vi\u00f1a y el Vino (INCAVI) y cluster vitivin\u00edcola catal\u00e1n INNOVI, que analizar\u00e1 la fermentaci\u00f3n con muestras de vinos de bodegas catalanas.<\/p>\n Rebajar el coste de fabricaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n Uno de los retos actuales de los investigadores es conseguir abaratar la fabricaci\u00f3n del dispositivo que actualmente tiene un coste de aproximadamente 1.000 euros. Con ese objetivo, ya est\u00e1n trabajando en la creaci\u00f3n de una empresa spin-off para llevar a cabo el proceso de industrializaci\u00f3n y comercializaci\u00f3n de este microscopio \u00fanico.<\/p>\n