Quantumrun

CRÉDITO DA IMAXE: Quantumrun

Fin das lesións e discapacidades físicas permanentes: Futuro da Saúde P4

David Tal, Editor, Futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Mar, 09/15/2020 - 05:38

Para acabar coas lesións físicas permanentes, a nosa sociedade ten que escoller: xogamos a Deus coa nosa bioloxía humana ou convertémonos nunha máquina?

Ata agora, na nosa serie Future of Health, centrámonos no futuro dos produtos farmacéuticos e na cura de enfermidades. E aínda que a enfermidade é a razón máis común pola que facemos uso do noso sistema de saúde, as razóns menos comúns adoitan ser as máis graves.

Tanto se naceu cunha discapacidade física como se sufra unha lesión que limita temporal ou permanentemente a súa mobilidade, as opcións sanitarias dispoñibles actualmente para atenderche adoitan ser limitadas. Simplemente non tivemos as ferramentas para reparar completamente o dano causado pola xenética defectuosa ou as lesións graves.

Pero a mediados da década de 2020, este status quo darase a volta. Grazas aos avances na edición do xenoma descritos no capítulo anterior, así como aos avances en ordenadores miniaturizados e robótica, a era das enfermidades físicas permanentes chegará ao seu fin.

O home como máquina

Cando se trata de lesións físicas que implican a perda dun membro, os humanos teñen unha comodidade sorprendente ao utilizar máquinas e ferramentas para recuperar a mobilidade. O exemplo máis obvio, as prótesis, levan milenios en uso, habitualmente referenciado na literatura grega e romana antiga. En 2000, os arqueólogos descubriron o antigo de 3,000 anos, restos momificados dunha nobre exipcia que levaba un dedo protésico de madeira e coiro.

Tendo en conta esta longa historia de uso do noso enxeño para restaurar un certo nivel de mobilidade física e saúde, non debería sorprender que o uso da tecnoloxía moderna para restaurar a mobilidade total sexa benvida sen a máis mínima protesta.

Prótesis intelixentes

Como se mencionou anteriormente, aínda que o campo da prótesis é antigo, tamén tardou en evolucionar. Nestas últimas décadas houbo melloras na súa comodidade e aparencia realista, pero só na última década e media se produciu un verdadeiro progreso no campo no que se refire ao custo, a funcionalidade e a usabilidade.

Por exemplo, onde antes custaba ata 100,000 dólares unha prótesis personalizada, agora a xente pode use impresoras 3D para crear prótesis personalizadas (nalgúns casos) por menos de $1,000.

Mentres tanto, para os usuarios de pernas protésicas aos que lles resulta difícil camiñar ou subir escaleiras de forma natural, novas empresas están empregando o campo da biomimetría para construír próteses que proporcionan unha experiencia máis natural de andar e correr, ao mesmo tempo que reducen a curva de aprendizaxe necesaria para usar estas prótesis.

Outro problema coas pernas protésicas é que os usuarios adoitan considerar que as usan durante longos períodos de tempo, aínda que sexan feitas a medida. Isto débese a que as próteses que soportan peso obrigan a esmagar a pel e a carne do amputado ao redor do seu muñón entre o óso e a prótese. Unha opción para solucionar este problema é instalar unha especie de conector universal directamente no óso do amputado (semellante aos implantes oculares e dentais). Deste xeito, as pernas protésicas pódense "enroscar directamente ao óso". Isto elimina a pel da dor da carne e tamén permite que o amputado compre unha gama de prótesis producidas en masa que xa non precisan ser fabricadas en masa.

Pero un dos cambios máis emocionantes, especialmente para os amputados con prótesis de brazos ou mans, é o uso dunha tecnoloxía de rápido desenvolvemento chamada Brain-Computer Interface (BCI).

Movemento biónico impulsado polo cerebro

Primeiro discutido no noso Futuro da informática serie, BCI implica usar un implante ou un dispositivo de exploración cerebral para supervisar as súas ondas cerebrais e asocialas con comandos para controlar todo o que executa un ordenador.

De feito, quizais non te decataches, pero os inicios de BCI xa comezaron. Os amputados están agora proba de extremidades robóticas controlado directamente pola mente, en lugar de a través de sensores conectados ao tocón do portador. Así mesmo, agora están as persoas con discapacidade grave (como os tetrapléxicos). usando BCI para dirixir as súas cadeiras de rodas motorizadas e manipular brazos robóticos. A mediados da década de 2020, BCI converterase no estándar para axudar aos amputados e ás persoas con discapacidade a levar vidas máis independentes. E a principios da década de 2030, o BCI chegará a ser o suficientemente avanzado como para permitir que as persoas con lesións na columna vertebral volvan camiñar transmitindo as súas ordes de pensamento para camiñar á parte inferior do torso a través dun implante espinal.

Por suposto, facer próteses intelixentes non é para o único que se utilizarán os implantes futuros.

Implantes intelixentes

Agora estanse a probar implantes para substituír órganos enteiros, co obxectivo a longo prazo de eliminar os tempos de espera aos que se enfrontan os pacientes cando agardan por un transplante de doante. Entre os dispositivos de substitución de órganos que máis se fala está o corazón biónico. Varios deseños entraron no mercado, pero entre os máis prometedores está a dispositivo que bombea sangue por todo o corpo sen pulso ... dá un significado totalmente novo aos mortos vivientes.

Tamén hai unha clase totalmente nova de implantes deseñados para mellorar o rendemento humano, en lugar de simplemente devolver a alguén a un estado saudable. Estes tipos de implantes imos cubrir no noso Futuro da evolución humana serie.

Pero no que se refire á saúde, o último tipo de implante que mencionaremos aquí son os implantes que regulan a saúde de próxima xeración. Pensa nestes como marcapasos que supervisan activamente o teu corpo, comparten a túa biometría cunha aplicación de saúde no teu teléfono e, cando detecta a aparición da enfermidade, libera medicamentos ou correntes eléctricas para reequilibrar o teu corpo.

Aínda que isto pode parecer ciencia ficción, DARPA (o brazo de investigación avanzada do exército estadounidense) xa está a traballar nun proxecto chamado ElectRx, abreviatura de receitas eléctricas. Baseándose no proceso biolóxico coñecido como neuromodulación, este pequeno implante controlará o sistema nervioso periférico do corpo (os nervios que conectan o corpo co cerebro e a medula espiñal) e cando detecta un desequilibrio que pode provocar enfermidades, liberará enerxía eléctrica. impulsos que reequilibrarán este sistema nervioso ademais de estimular o corpo a curarse.

Nanotecnoloxía nadando polo teu sangue

A nanotecnoloxía é un tema enorme que ten aplicacións nunha gran variedade de campos e industrias. Na súa esencia, é un termo amplo para calquera forma de ciencia, enxeñería e tecnoloxía que mida, manipule ou incorpore materiais a unha escala de 1 e 100 nanómetros. A imaxe de abaixo darache unha idea da escala que funciona dentro da nanotecnoloxía.

No contexto da saúde, a nanotecnoloxía está a ser investigada como unha ferramenta que podería revolucionar a asistencia sanitaria substituíndo por completo os fármacos e a maioría das cirurxías a finais da década de 2030.

Dito doutro xeito, imaxina que podes tomar o mellor equipo médico e coñecementos necesarios para tratar unha enfermidade ou realizar unha cirurxía e codificalo nunha dose de solución salina, unha dose que pode almacenarse nunha xiringa, enviarse a calquera lugar e inxectar a calquera persoa que o necesite. de atención médica. Se ten éxito, podería facer obsoleto todo o que comentamos nos dous últimos capítulos desta serie.

Ido Bachelet, investigador líder en nanorobótica cirúrxica, imaxina un día no que unha cirurxía menor implica simplemente que un médico inxecta unha xiringa chea de miles de millóns de nanobots preprogramados nunha rexión específica do teu corpo.

Eses nanobots espallaríanse polo teu corpo buscando tecidos danados. Unha vez atopadas, usarían encimas para cortar as células danadas do tecido san. As células saudables do corpo serían estimuladas para eliminar as células danadas e rexenerar o tecido ao redor da cavidade creada pola eliminación do tecido danado. Os nanobots poderían incluso apuntar e suprimir as células nerviosas circundantes para apagar os sinais de dor e reducir a inflamación.

Usando este proceso, estes nanobots tamén se poden aplicar para atacar varias formas de cancro, así como varios virus e bacterias estrañas que poden infectar o teu corpo. E aínda que estes nanobots aínda están a polo menos 15 anos da adopción médica xeneralizada, o traballo nesta tecnoloxía xa está en marcha. A infografía de abaixo describe como a nanotecnoloxía podería algún día redeseñar os nosos corpos (vía ActivistPost.com):

Medicina rexenerativa

Usando o termo paraugas, medicina rexenerativa, esta rama de investigación utiliza técnicas dentro dos campos da enxeñería de tecidos e da bioloxía molecular para restaurar a función de tecidos e órganos enfermos ou danados. Basicamente, a medicina rexenerativa quere utilizar as células do teu corpo para repararse, en lugar de substituír ou aumentar as células do teu corpo con prótesis e máquinas.

En certo modo, este enfoque para a curación é moito máis natural que as opcións de Robocop descritas anteriormente. Pero tendo en conta todas as protestas e preocupacións éticas que vimos levantadas nestas últimas dúas décadas sobre os alimentos transxénicos, a investigación con células nai e, máis recentemente, a clonación humana e a edición do xenoma, é xusto dicir que a medicina rexenerativa vai atopar unha forte oposición.

Aínda que é fácil descartar estas preocupacións, a realidade é que o público ten unha comprensión moito máis íntima e intuitiva da tecnoloxía que a da bioloxía. Lembra que as próteses existen desde hai milenios; poder ler e editar o xenoma só é posible desde 2001. É por iso que moitas persoas prefiren converterse en cyborgs antes que ter a súa xenética "dada por Deus".

É por iso que, como servizo público, esperamos que a breve visión xeral das técnicas de medicina rexenerativa que aparece a continuación axude a eliminar o estigma en torno a xogar a Deus. Por orde de menos polémica para a maioría:

Células nai que cambian de forma

Probablemente escoitaches moito sobre as células nai nos últimos anos, moitas veces non baixo a mellor luz. Pero para 2025, as células nai utilizaranse para curar unha variedade de condicións físicas e lesións.

Antes de explicar como se usarán, é importante lembrar que as células nai residen en todas as partes do noso corpo, á espera de ser chamadas en acción para reparar o tecido danado. De feito, todos os 10 billóns de células que forman o noso corpo orixináronse a partir desas células nai iniciais do útero da túa nai. A medida que se formou o teu corpo, esas células nai especializáronse en células cerebrais, células cardíacas, células da pel, etc.

Nestes días, os científicos agora poden converter case calquera grupo de células do seu corpo de volta a esas células nai orixinais. E iso é un gran problema. Dado que as células nai son capaces de transformarse en calquera célula do teu corpo, pódense usar para curar case calquera ferida.

Un simplificado exemplo de células nai no traballo implica que os médicos tomen mostras de pel das vítimas de queimaduras, converténdoas en células nai, cultivando unha nova capa de pel nunha placa de Petri e despois empregando esa pel recén cultivada para enxertar/substituír a pel queimada do paciente. Nun nivel máis avanzado, as células nai están sendo probadas actualmente como un tratamento para curar enfermidades cardíacas e mesmo curar as medulas espiñais dos parapléxicos, permitíndolles camiñar de novo.

Pero un dos usos máis ambiciosos destas células nai fai uso da tecnoloxía de impresión 3D recentemente popularizada.

Bioimpresión 3D

A bioimpresión 3D é a aplicación médica da impresión 3D na que os tecidos vivos se imprimen capa por capa. E en lugar de usar plásticos e metais como as impresoras 3D normais, as bioimpresoras 3D usan (xa o adiviñaches) células nai como material de construción.

O proceso global de recollida e crecemento das células nai é o mesmo que o proceso descrito para o exemplo da vítima de queimaduras. Non obstante, unha vez que se cultivan suficientes células nai, poden introducirse na impresora 3D para formar a maioría de calquera forma orgánica 3D, como a pel de substitución, as orellas, os ósos e, en particular, tamén poden órganos de impresión.

Estes órganos impresos en 3D son unha forma avanzada de enxeñería de tecidos que representa a alternativa orgánica aos implantes de órganos artificiais mencionados anteriormente. E como eses órganos artificiais, estes órganos impresos reducirán algún día a escaseza de doazóns de órganos.

Dito isto, estes órganos impresos tamén presentan un beneficio adicional para a industria farmacéutica, xa que estes órganos impresos poden usarse para probas de medicamentos e vacinas máis precisas e máis baratas. E dado que estes órganos se imprimen utilizando células nai do propio paciente, o risco de que o sistema inmunitario do paciente rexeite estes órganos diminúe drasticamente en comparación cos órganos doados de humanos, animais e certos implantes mecánicos.

Máis adiante, para a década de 2040, as bioimpresoras 3D avanzadas imprimirán extremidades enteiras que se poden volver unir ao muñón dos amputados, facendo que as próteses queden obsoletas.

Terapia xenética

Coa terapia xénica, a ciencia comeza a manipular a natureza. Esta é unha forma de tratamento deseñada para corrixir trastornos xenéticos.

Explicado de forma sinxela, a terapia xénica implica que se secuencia o seu xenoma (ADN); despois analízase para atopar xenes defectuosos que están a causar unha enfermidade; logo alterado/editado para substituír eses defectos por xenes sans (hoxe en día usando a ferramenta CRISPR explicada no capítulo anterior); e, finalmente, reintroducir eses xenes agora sans no teu corpo para curar dita enfermidade.

Unha vez perfeccionada, a terapia xénica podería usarse para curar unha serie de enfermidades, como o cancro, a SIDA, a fibrose quística, a hemofilia, a diabetes, as enfermidades cardíacas, incluso determinadas discapacidades físicas como xordeira.

Enxeñaría xenética

As aplicacións sanitarias da enxeñaría xenética entran nunha verdadeira zona gris. Tecnicamente falando, o desenvolvemento de células nai e a terapia xénica son formas de enxeñería xenética, aínda que leves. Non obstante, as aplicacións da enxeñaría xenética que preocupan á maioría da xente implican a clonación humana e a enxeñaría de bebés deseñadores e superhumanos.

Estes temas deixarémolos para a nosa serie Future of Human Evolution. Pero para os efectos deste capítulo, hai unha aplicación de enxeñaría xenética que non é tan controvertida... ben, a non ser que sexas vegan.

Actualmente, empresas como United Therapeutics están a traballar porcos enxeñeiros xeneticamente con órganos que conteñen xenes humanos. A razón detrás de engadir estes xenes humanos é evitar que estes órganos de porco sexan rexeitados polo sistema inmunitario do humano no que se implantan.

Unha vez exitoso, o gando pódese cultivar a escala para proporcionar unha cantidade case ilimitada de órganos de substitución para o "xenotransplante" de animal a humano. Isto representa unha alternativa aos órganos artificiais e impresos en 3D anteriores, coa vantaxe de ser máis económicos que os órganos artificiais e técnicamente máis avanzados que os órganos impresos en 3D. Dito isto, o número de persoas con razóns éticas e relixiosas para opoñerse a esta forma de produción de órganos probablemente garantirá que esta tecnoloxía nunca se faga realmente común.

Non máis lesións físicas e discapacidade

Dada a lista de métodos de tratamento tecnolóxicos e biolóxicos que acabamos de comentar, é probable que a era de permanente as lesións físicas e as discapacidades rematarán a mediados da década de 2040.

E aínda que a competencia entre estes métodos de tratamento diamétrico nunca desaparecerá, en xeral, o seu impacto colectivo representará un verdadeiro logro na saúde humana.

Por suposto, esta non é toda a historia. Ata este punto, a nosa serie Future of Health explorou os plans previstos para eliminar enfermidades e lesións físicas, pero que pasa coa nosa saúde mental? No seguinte capítulo, discutiremos se podemos curar a nosa mente tan facilmente como o noso corpo.