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El ejército estadounidense espera salvar a los soldados heridos copiando a los rezagados

El ejército estadounidense espera salvar a los soldados heridos copiando a los rezagados

Un soldado herido es retirado del campo de batalla durante la Operación Cigüeña Blanca 3 en Afganistán en 2011. La primera hora después de la herida es el momento más crítico para salvar vidas. José Nicolas / Getty Images

Si está fascinado por las peculiaridades de la naturaleza, es posible que ya esté familiarizado con los tardígrados, un filo que incluye más de 1200 especies de criaturas de ocho patas que normalmente no miden más de 0,02 pulgadas (0,5 milímetros de largo). Como explica este artículo del Smithsonian de 2012, la fama de los tardígrados es la capacidad de ciertas especies de tardígrados para sobrevivir incluso en entornos extremadamente duros, desde aguas termales hasta los picos helados de las montañas del Himalaya. En un experimento, los tardígrados, sin minúsculos trajes de astronauta para protegerlos, sobrevivieron al vacío del espacio, con su frío extremo y altos niveles de radiación.

Aún más sorprendente es la forma en que los animales pequeños hacen esto. Algunas especies son capaces de alcanzar diferentes formas y grados de criptobiosis, un estado en el que la actividad metabólica de un organismo se ve esencialmente alterada cuando las condiciones de vida son hostiles. Se sabe que sobreviven de esta manera durante años.

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La criptobiosis es el tipo de truco de supervivencia extrema que el Pentágono quiere que el Pentágono reproduzca para evitar que los soldados gravemente heridos mueran antes de ser llevados al hospital. Es por eso que la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), el brazo de investigación del ejército, creó recientemente el programa Biostasis, un esfuerzo científico para usar la biología molecular para extender la llamada “hora dorada. Supervivencia en el campo de batalla. Después de una lesión traumática.

Como señaló DARPA en un comunicado de prensa: “Básicamente, el concepto se trata de ralentizar vidas para salvar vidas”.

Esto es criptobiología

Tristan McClure-Begley, gerente del programa de Biostasis de DARPA, explica en un correo electrónico: “El objetivo de Biostasis es aumentar nuestro conocimiento sobre la mejor manera de intervenir en los procesos moleculares cuando fallan debido a” estrés o lesión para mantener la salud del sistema y nuestra motivación. Eso significa extender el tiempo disponible para ayudar al personal militar enfermo o herido ”.

“Utilizamos la ciencia de la criptobiología, de la cual los tardígrados son uno de los mejores y más extremos ejemplos, como un conjunto de principios biológicos a partir de los cuales desarrollamos los objetivos, el alcance y los enfoques tecnológicos potenciales del programa Biostasis. Vimos cuántos organismos criptobióticos diferentes pueden hacer lo que hacen a nivel molecular, preguntando “¿qué es un factor unificador o principio fundamental en común? Luego miramos lo que estaba a la vanguardia de la farmacología molecular, la química de los materiales, la química de los péptidos y mucho más. más… y buscó considerar enfoques que pudieran imitar estos mecanismos básicos si se introducen en las células como terapias de biología química ”, dice McClure-Begley.

En un estudio publicado en la edición del 16 de marzo de 2017 de la revista científica Cell, los investigadores concluyeron que la capacidad de los tardígrados para presionar el botón de pausa biológica proviene de genes que controlan las proteínas sensibles al estrés, llamadas proteínas intrínsecamente desordenadas. (TDP) específico para tardígrados. Como explica este artículo de New Scientist, cuando el animal se encuentra en una situación peligrosa, los TDP se transforman de su consistencia gelatinosa habitual en una rigidez de vidrio. Esto, a su vez, reduce la flexibilidad de las células y las protege de daños.

Pero no se sabe cómo se puede reproducir este proceso dentro del cuerpo humano, especialmente porque DARPA excluye cualquier técnica que requiera la modificación del genoma humano. “Las terapias con péptidos basadas en los principios de cómo funcionan estas proteínas intracelulares sensibles al estrés pueden resultar un enfoque exitoso”, dijo McClure-Begley. “Pero una salvedad que declaramos en el anuncio del programa Biostasis es que cualquier intervención debe aplicarse pasivamente al sistema para obtener algún efecto”.

En cambio, la agencia espera encontrar un medicamento que pueda administrarse para tener un efecto similar. Suponiendo que esto sea posible, otro problema es cómo sacar con seguridad a un soldado herido de este estado en animación suspendida. El medicamento bioestático puede tener un efecto temporal que eventualmente desaparece o puede ser neutralizado por otro medicamento.

“Por ejemplo, no se toma aspirina una vez y nunca más”, dice McClure-Begley. “Los efectos desaparecen cuando la droga es metabolizada y diluida por el sistema. Otros efectos del fármaco se pueden revertir con la administración de compuestos antagonistas específicos o con otras intervenciones ”.

Todo esto puede llevar muchos años de investigación. El programa DARPA Biostasis invitó recientemente a empresas e investigadores externos a solicitar becas, con la esperanza de generar posibles tecnologías que se sometan a pruebas exhaustivas.

William R. Miller, director de investigación en el departamento de biología de la Universidad Baker en Kansas y especialista en tardígrados, dijo en un correo electrónico que duplicar el método de supervivencia animal sería un desafío debido al tamaño de los humanos y el tamaño de humanos. Es difícil imaginar a una persona, por ejemplo, imitando la capacidad de los tardígrados para participar en la anhidrobiosis, un tipo de criptobiosis en la que el animal elimina la humedad de su cuerpo. “Imagínese caminar por un pasillo, sentirse seco y marchitarse instantáneamente en una bola de polvo crujiente – digamos, 4.5 kg de polvo – en el medio del pasillo, y luego esperar a que la humedad regrese al nivel. Rehidrate. [That] no parece práctico. “

Pero Miller no descarta esa posibilidad. “Los viajes espaciales y los coches autónomos no eran prácticos cuando nací”, señala.

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