Como si tuviera la voluntad de seguir los pasos de la filosofía clásica, la medicina moderna explora la interrelación entre cuerpo y mente.

La cada vez más plausible conexión entre el sistema nervioso y el inmunitario a través de impulsos nerviosos, abre la puerta a nuevas terapias para regenerar los minúsculos impulsos eléctricos que nos “informan” de nuestro estado cuando han sido dañados o no funcionan correctamente.

De pronto, el futuro de la medicina es más curativo (bioelectrónica, o mecanismos electrónicos para curar deficiencias biolóficas) y menos paliativo (o proclive a la medicación, tal y como ha evolucionado hasta ahora la medicina moderna).

Futuro: “Hackear” el cuerpo con información e impulsos (no con drogas)

Dolencias como el cáncer y los trastornos de conducta han impulsado avances en campos hasta ahora poco explorados por la medicina:

• el funcionamiento de las “instrucciones” de nuestra herencia genética (Proyecto Genoma Humano) y cómo nuestro comportamiento y hábitos (o los de nuestros antecesores) modifican la actividad de nuestros genes (epigenética);
• la incidencia que los millones de microorganismos que habitan en nosotros tienen sobre nuestra salud (con más de 100 billones de bacterias viviendo en nuestro cuerpo, somos más un ecosistema bípedo que un organismo individual), que ahora se empieza a desvelar gracias al Proyecto Microbioma Humano;
• o el papel decisivo (y la interrelación) entre células nerviosas y tejidos, que explicaría la aparente conexión entre sistema límbico, sistema nervioso y sistema inmunológico; conocemos más sobre los minúsculos impulsos eléctricos que transmiten la información y su papel decisivo.

Bioelectrónica y biosensores: regulando impulsos sin medicar

Faltan todavía años de investigación para, por ejemplo, constatar si es posible regular, reactivar o sustituir impulsos del sistema nervioso atrofiados. Por primera vez, los expertos creen que se podrá curar “hackeando” nuestro cuerpo (bioelectrónica), en lugar de medicándonos.

El neurocirujano Kevin Tracey, del laboratorio del Intuto de Investigación Médica Feinstein (Manhasset, Nueva York), explica a Michael Behart en The New York Times que la bioelectrónica reemplazará a la farmacéutica tradicional.

Si hace apenas unas décadas la medicina debía conformarse con implantes regulatorios de las constantes vitales tan sencillos -y efectivos- como el marcapasos, especialistas como Tracey trabaja en implantes que se comunicarían directamente con el sistema nervioso para combatir todo tipo de dolencias, desde un resfriado a cualquier cáncer.

Regular la producción de proteínas TNF (origen de los tumores)

“Nuestra idea”, explica a The New York Times Paul Frenette, investigador de células madre en la facultad de medicina Albert Einstein del Bronx, “es manipular los impulsos neuronales para retrasar la progresión del cáncer”. Frenette es el descubridor de la relación entre la actividad del sistema nervioso y los tumores de próstata.

(Imagen: Arne Larsson, 1915-2001; en 1958 recibió el primer marcapasos implantable)

Kevin Tracey, Paul Frenette y el resto de impulsores de la bioelectrónica con biosensores basan sus expectativas en las observaciones sobre las dolencias relacionadas con la producción irregular de proteínas liberadas por el sistema inmunitario en animales (incluidos humanos), conocidas como TNF (factor de necrosis tumoral).

En 1998, un experto de Kevin Tracey en ratas abrió las puertas de la bioelectrónica. Hasta ese momento, la medicina moderna consideraba “inconcebible” –recuerda el neurocirujano- que los nervios, localizados en los tejidos, interaccionaran con el sistema inmunitario, consistente en células diseminadas por el organismo.

Del marcapasos a diminutos sensores que regulan impulsos nerviosos

Tracey contribuyó a la visión global del organismo con un experimento que sentara las bases de esta holística. Demostró la conexión entre los nervios y el sistema inmunitario al estimular el nervio vago con electricidad, lo que redujo una inflamación dañiña en una rata.

El experimento demostró que los impulsos adecuados en el nervio vago, situado tras la arteria donde sentimos nuestro pulso en el cuello, activan el sistema inmunitario hasta el punto de bloquear la acción de proteínas TNF, involucradas en el inicio de tumores.

La rata había sido anestesiada para instalar un implante en el cuello capaz de enviar impulsos eléctricos al nervio vago, mientras se le inyectó una toxina que promueve proteínas tumorales; a continuación, el nervio vago recibió impulsos eléctricos en intervalos de un segundo, que redujeron el factor de necrosis de la toxina en un 75%.

Kevin Tracey lo tenía: “Para mí, fue un momento catártico”. Tracey había demostrado que el sistema nervioso actúa como una terminal de ordenador a través de la que se pueden enviar comandos para, por ejemplo, prevenir una inflamación o reparar un organismo que reacciona ante una dolencia.

Regulando la relación entre sistema nervioso e inmunitario

En casos extremos, cuando las inflamaciones son la respuesta ante lo que el organismo percibe como una infección peligrosa, aparece el síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (sepsis, o SRIS), una cascada de inflamaciones con riesgo para la vida.

En otras palabras, demasiadas proteínas TNF. Controlando los impulsos eléctricos que regulan la reacción del sistema inmunitario, los expertos creen que evitarían estos casos.

(Imagen: un biochip diseñado para registrar constantes vitales)

El neurocientífico explica a The New York Times la importancia del hallazgo, en un momento en que los integrantes de su propio laboratorio se mostraban escépticos: “Toda la información viene y va en forma de señales eléctricas”.

Quince años después, dolencias inflamatorias como la enfermedad de Crohn o la artritis reumatoide se siguen tratando con analgésicos, esteroides y proteínas genéticamente modificadas, medicamentos -explica Tracey- “caros, difíciles de administrar, con una eficacia variable y a menudo acompañados de efectos secundarios letales”.

Impulsos eléctricos que reducen inflamaciones

La bioelectrónica promete tratamientos más económicos y efectivos a largo plazo, menos intrusivos y sin efectos secundarios, al haber probado que el suministro del nivel adecuado de impulsos eléctricos reproduce el efecto terapéutico de medicamentos como los antiinflamatorios, sin apenas acusar riesgos para la salud.

Kevin Tracey cofundó la startup médica SetPoint en 2007, en el Hospital General de Massachusetts, Boston, para curar dolencias relacionadas con la sobreproducción proteínica de los tumores.

(Imagen: biosensor implantable que analiza la composición de la sangre de su huésped)

La empresa optó por una enfermedad que pudiera mitigarse bloqueando el factor de necrosis tumoral y, a la vez, requiriera nuevas terapias debido a la inoperancia de los métodos tradicionales.

Así fue cómo SetPoint inició sus tratamientos de bioelectrónica para tratar la artritis reumatoide, que afecta al 1% de la población mundial al causar inflamaciones que dañan las articulaciones, y para la cual sólo existen cuidados paliativos, al carecer de cura.

Cuatro años después, en septiembre de 2011, la empresa empezó el tratamiento bioelectrónico de la artritis reumatoide con un diminuto implante que actúa como estimulador nervioso. El director médico de SetPoint, Ralph Zitnik, ha declarado a The New York Times que tres cuartas partes de los 18 pacientes del período de pruebas han mejorado con el implante.

Pasos preliminares de una potencial revolución médica

Sirviéndose sólo de pequeñas corrientes eléctricas que el sistema inmunitario interpreta como señales de aviso del sistema nervioso, la prueba ha logrado que algunos pacientes dejaran de sentir dolor en las articulaciones semanas después del implante, a la par que desaparecía la hinchazón en las articulaciones.

Es sólo el principio. El objetivo de los biosensores es reconocer las carencias del organismo humano para, a continuación, indicar al sistema nervioso a través de impulsos eléctricos que oriente al sistema inmunitario para que aplaque todo tipo de enfermedades.

(Imagen: el primer marcapasos implantable)

En el futuro, biosensores autoprogramables detectarían las carencias del organismo de su huésped, estimulando las partes del sistema nervioso que activaran la reacción adecuada en el sistema inmunitario; todo ello sin los efectos secundarios de la medicación u otros tratamientos más agresivos.

Jay Pasricha, profesor de medicia y neurociencia de la Universidad Johns Hopkins especializado en la relación entre sistema nervioso y obesidad, aclara que nos encontramos en el principio de una potencial revolución médica: “Lo que estamos haciendo hoy equivale a los [automóviles] precursores del [Ford] Model T“.

Entender (y regular) la “conversación” entre órganos y sistema nervioso

Kris Famm, director del recientemente creado laboratorio de bioelectrónica GlaxoSmithKline, explica a The New York Times que el mayor reto es interpretar la “conversación” entre los órganos del cuerpo y el sistema nervioso.

Interpretar el “lenguaje eléctrico” del cuerpo humano se convierte, de este modo, en prioridad de la bioelectrónica… y la medicina.

El siguiente paso consiste en hacer realidad de la nanotecnología necesaria: diseñar biosensores para su implante en el organismo, con el tamaño de un milímetro cúbico y potentes microprocesadores en su interior.

(Imagen: esta lentilla incorpora una pantalla)

De cumplirse las expectativas, en un futuro no muy lejano millones de personas podrían beneficiarse de los efectos de pequeñas computadoras en red conectadas a su sistema nervioso, para así estimular la reacción buscada en las defensas del propio organismo.

La información es el tratamiento

Si los beneficios potenciales superan los de la medicina convencional (medicación; terapias de choque que no sólo atacan a infecciones, sino a todo el organismo; etc.), los riesgos alcanzan cotas distópicas, como la posibilidad de padecer ataques “hacker”.

Anand Raghunathan, profesor de ingeniería computacional en la Universidad de Purdue, expone este riesgo con toda su crudeza: “la bioelectrónica nos daría un control remoto al cuerpo de alguien”.

Para acelerar la innovación en este nuevo campo de la medicina, Glaxo, la séptima mayor farmacéutica del mundo, ofrece 1 millón de dólares al primer equipo que desarrolle un implante capaz de registrar y responder a las señales eléctricas de un órgano, y así regular su función.

Con la bioelectrónica, el tratamiento es un patrón de impulsos eléctricos, explica Kris Famm. “La información es el tratamiento”.

Investigación a corto y largo plazo

El director de I+D en bioelectrónica para GlaxoSmithKline aventura que la nueva disciplina tratará la hipertensión, el asma, la diabetes, la epilepsia, la infertilidad, la obesidad o el cáncer.

Una vez confirmado que es posible suplantar los propios impulsos nerviosos del organismo para indicar al sistema inmunitario y a distintos órganos cómo actuar, la rapidez con que se avance en la materia dependerá de la apuesta de laboratorios, empresas o agencias gubernamentales.

Desde la Ilustración, buena parte de las innovaciones científicas, médicas y tecnológicas han iniciado su andadura en agencias gubernamentales relacionadas con departamentos de Defensa.

(Imagen: los primeros marcapasos implantables son gigantescos dispositivos, en comparación con los biosensores actuales)

La investigación pública, explica la economista Mariana Mazzucato, se ocupa de los proyectos a largo plazo, cuyo retorno de inversión es incierto, disperso y puede prolongarse durante décadas, hasta que los frutos de los avances originales son aprovechados por la sociedad.

El iPhone es el resultado de décadas de investigación pública en abstracto

Mariana Mazzucato, invitada por la fundación The Long Now (que se encarga de la mentalidad a largo plazo, como contrapunto a la imperante cultura de lo efímero, fundada por el futurólogo y editor del fanzine contracultural Whole Earth Catalog), explica que el iPhone es el clásico ejemplo de una innovación crucial impulsada por la empresa privada.

Lo que a menudo olvidamos, dicen Stewart Brand y Mariana Mazzucato, es que el iPhone habría sido imposible sin que se creara la versión original de cada una de sus funciones en una investigación de décadas financiada con fondos públicos: la agencia DARPA posibilitó el microchip, Internet, el disco duro miniaturizado, la caché DRAM, y el asistente personal Siri.

Empresas e inversores de capital riesgo esperan una media de 3 a 5 años por el retorno de su inversión, mientras el marco temporal de la investigación gubernamental comprende de 15 a 20 años.

Objetivos de la bioelectrónica

La bioelectrónica se beneficiará de los dos tipos de investigación, una vez comprobada la viabilidad de los biosensores, o implantes que orientarán a nuestro sistema inmunitario para combatir dolencias con “instrucciones” en forma de impulsos eléctricos y no con medicación.

Herencia genética, epigenética, interacción con nuestro microbioma y relación entre sistema nervioso y sistema inmunitario: estas líneas de investigación se complementarán y solaparán en la medicina del futuro.

Ahora que, por ejemplo, conocemos la relación entre la flora bacteriana de nuestro estómago y diversas funciones cerebrales, es el momento -creen los científicos- de curar con software y evitar el abuso de los medicamentos.

La bioelectrónica también contribuirá, creen los expertos, a reducir el abuso de antibióticos, ya que su consumo desaforado lastra su efectividad de manera irreversible.

Medicina, ética filosófica y futuro

DARPA no se conforma con haber contribuido a crear Internet y buena parte de la informática moderna. Esta agencia gubernamental reivindica su papel en ciclos de investigación más perseverantes y a largo plazo que el capital riesgo, anunciando nuevos proyectos bioelectrónicos.

DARPA financia una nueva investigación que trabaja en el siguiente paso de la bioelectrónica: implantes cerebrales para tratar dolencias relacionadas con los sentimientos, informa Technology Review.

De funcionar implantes que regulen emociones (ansiedad, drogadicción, depresión, etc.), será la ética quien imponga la frontera entre voluntad y artificialidad, además de prevenir la injerencia de terceros en funciones básicas de un organismo.

En el futuro, utopía y distopía se entremezclan hasta el punto de requerir la ética filosófica para resolver los dilemas y retos que se presentarán en las próximas décadas.

En 1899, empezaron en el Reino Unido los primeros experimentos para regular la arritmia cardíaca con impulsos eléctricos enviados al corazón. En 1957, se concebía en Estados Unidos el primer marcapasos externo.

Un año después, nacía el marcapasos implantable (Siemens Elema). Habían pasado 59 años desde los primeros experimentos.