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The Dropout
The Dropout es una miniserie americana emitida por Disney+ que está basada en hechos reales.
Esta, como muchas otras historias de Disney, trata de una bella princesa enamorada de un príncipe que juntos construyen un hermoso imperio.
La bella princesa tenía unos hermosos ojos azules y una bella melena rubia que al brillar bajo el sol de California hacía que pareciera una diosa bajada del mismísimo Olimpo. Su nombre era Elizabeth Holmes y desde pequeña ya soñaba con cambiar el mundo para hacerlo un sitio mejor.
Así esta princesita, con solo 19 años diseñó un aparato que podría haber cambiado el curso de la historia. Este aparato era un mini laboratorio, el cual, con solo unas gotitas de sangre sería capaz de hacer analíticas completas e incluso detectar marcadores de muchas enfermedades.
La princesa quería hacer realidad sus sueños, pero sabía que para ello necesitaría dinero, mucho dinero. Y es que, aunque ella venía de buena familia, la cual, había tenido muchas riquezas en el pasado, con el paso de los años esa fortuna había desapareciendo.
El príncipe se llamaba Sunny Balwani, venía de Oriente, y tenía unos profundo ojos negros que combinaban con su hermosa tez morena. Este príncipe junto con su familia dejó su casa en India para irse a vivir a California. Allí completó sus estudios en sistemas informáticos y luego fundó una empresa llamada CommerceBid.
Unos años más tarde, gracias a la compra de su empresa por la empresa CommerceOne y gracias a estar en el sitio perfecto en el momento ideal, el príncipe se hizo muy rico. A este príncipe solían gustarle los coches lujosos y potentes.
Un día mientras paseaba por el campus de la Universidad de Stanford, el príncipe vio a la hermosa princesa y quedó maravillado por sus hermosos ojos.
Así, el príncipe invitó a la princesa a un cafelito donde quedó completamente enamorado de ella, no solo por su belleza sino por sus interesantes ideas. Él le prometió ayudarla a llevar a cabo sus ideas y así comenzaron una vida juntos y crearon un hermoso imperio al que llamarían Theranos.
¡No os quiero destripar la historia completa!
Tenéis que ver esta serie, dicen que la actuación de Amanda Seyfried como Elizabeth Holmes es muy buena.
Claro que, también podéis leer el libro Bad Blood del escritor y periodista John Carreyrou, donde encontrarás más detalles sobre lo que realmente ocurría dentro de la empresa Theranos, y de cómo Holmes llevaba a cabo malas prácticas como CEO de la empresa.
La ciencia que Theranos quiso ignorar
Ahora vamos a hablar de ciencia. Porque, aunque esta historia acabe mal, la idea original de Holmes es muy buena, ya que ahorraría mucho tiempo a la hora de realizar análisis de sangre. Además, se podrían detectar marcadores de enfermedades a tiempo real, lo cual sería muy importante para detectar enfermedades en estados iniciales.
Pero primero es necesario analizar los problemas que presentaba el minilaboratorio diseñado por Holmes, también conocido como Edison:
1. Holmes prometía que el Edison era capaz de llevar a cabo 200 análisis diferentes utilizando solo una gota de sangre.
Tal como, explicamos detalladamente en el artículo ¿a qué huelen las nubes?, la sangre está divida en dos partes: plasma y células sanguíneas. El plasma supone un 55% en volumen de la sangre.
Muchos de los test comunes de un análisis de sangre que se realizan en un laboratorio tradicional, se realizan utilizando el plasma, por lo que, solo la mitad de la sangre extraída sería válida para poder realizar los análisis.
Esto hace que la cantidad de sangre útil se reduzca a casi la mitad, lo cual, incrementa la cantidad de sangre necesaria para llevar a cabo todos los test que comúnmente se hacen en un análisis completo de sangre. Por ello, realizar unos 200 test diferentes con solo una gota de sangre es directamente imposible hoy en día.
2. Holmes prometía usar solo gotas de sangre procedente del dedo del paciente.
La sangre extraída directamente de la vena de tu brazo, es solo sangre, mientras que la sangre de tu dedo está mezclada con fluidos del tejido de tu dedo, lo cual, podría conducir a resultados erróneos en los análisis de sangre.
Es posible realizar análisis de glucosa utilizando una gota de sangre procedente del dedo. Sin embargo, la detección de otro tipo de compuestos implica reacciones químicas más complicadas que son difíciles de llevar a cabo en una sola gota de sangre.
La mayoría de las veces los médicos tienen que esperar días para obtener los análisis de sangre de sus pacientes. Sin embargo, si fuera posible obtener los resultados de los análisis de sangre en tan solo unos minutos, el paciente podría ir a consulta y directamente hacerse el análisis de sangre allí, lo que ayudaría bastante a su médico a diagnosticar su problema de salud.
Por ello, hay algunas empresas interesadas en desarrollar aparatos capaces de llevar a cabo esta idea, de las que hablaremos a continuación.
La primera persona de la que me gustaría hablar es del Doctor Cary Gunn1.
Este hombre es una máquina, estudió física aplicada y química orgánica e hizo su doctorado en ingeniería eléctrica, ha fundado dos empresas y ha sido cofundador de otra más. En el año 2001, como cofundador de la empresa Luxtera, Inc.2 estuvo implicado en el desarrollo de una nueva tecnología basada en chips fotónicos de silicio3.
Más tarde, en el año 2007, fundó otra empresa llamada Genalyte4 donde usó la tecnología desarrollada en la empresa anterior para crear un aparato al que llamaron Merlin5,6,7,8,9.
Merlin es un mini laboratorio capaz de llevar a cabo la mayoría de test de un examen completo de sangre en tan solo 20 minutos desde que comienza el análisis hasta que el médico recibe los resultados.
Este aparato lleva integrado un analizador al que ellos llaman Maverick5,6,7,8,9, el cual, utiliza resonadores de anillo fotónico11 basados en chip de silicio para realizar test simultáneos en un pequeño volumen de sangre o suero.
Aquí viene una explicación de cómo funciona el analizador Maverick5,10 (Figura 1):
La parte principal de este analizador es lo que se llama micro anillo resonador11 de silicio (silicon microring resonator).
Este anillo es un circuito fotoeléctrico basado en silicio, cuya superficie se ha modificado a través de ciertas reacciones químicas para anclar los llamados agentes captadores a su superficie, de los que, hablaremos más tarde.
Esto suena muy raro, pero en realidad los teléfonos hoy en día utilizan chips basados en circuitos eléctrico de silicio, así que no os agobiéis y seguid leyendo.
El analizador está equipado con un láser. Este láser emite luz a diferentes longitudes de onda. La luz es guiada a través del chip, por lo que se conoce como guía de onda (Figura 2).
Inicialmente, la luz emitida por el láser a diferentes longitudes de onda (Input) pasa por el chip y es detectada al final de la guía de onda (Output).
Pero cuando la luz emitida por el láser entra en un anillo resonador, lo cual, se produce a una determinada longitud de onda que es específica para un determinado anillo resonador (longitud de onda de resonancia), se produce una caída de la luz a esa longitud de onda específica, lo cual, se detecta como una señal al final de la guía de ondas (Figura 2a).
La superficie de cada anillo está modificada con los llamados agentes captadores. El agente captador suele ser un antígeno y es el encargado de capturar anticuerpos (generalmente mediante unión a residuos de lisina y aminas N-terminales). Estos agentes captadores son específicos para un determinado anticuerpo.
Así, cuando se hace pasar una muestra de sangre (Figura 2b), los anticuerpos específicos que se encuentran en esta, se unen a su correspondiente agente captador específico (antígenos).
Esto hace que, la superficie del anillo quede modificada, de manera que, al pasar la luz de una longitud de onda específica para ese anillo, la señal detectada al final de la guía de ondas se desplaza de su posición original (Figura 2b).
Este desplazamiento de la señal con el paso de sangre es detectado, y además refleja la cantidad de anticuerpos unidos al agente captador, es decir, también es una medida cuantitativa.
Cada chip está formado por dos canales paralelos cada uno de los cuales, contiene 8 ocho pozos. Cada pozo está formado por 4 anillos resonadores iguales y específicos para detectar un tipo concreto de anticuerpo.
Cada anillo mide 30 μm de diámetro, con lo que en total por chip hay 64 anillos, lo que hace que el chip tenga una dimensión de 6×6 mm.
¡Vamos que todo es muy pequeño!
Cada analizador Maverick contiene 12 chips. Con lo cual, se podrían analizar hasta 12 muestras de sangre diferentes simultáneamente. Y se podrían llevar a cabo 16 test diferentes a cada una de estas 12 muestras de forma simultánea.
Esto ahorra mucho tiempo si lo comparamos con los análisis tradiciones de sangre.
Actualmente, la empresa Genalyte describe en su página web que el analizador Maverick es capaz de realizar hasta 26 diferentes test simultáneos utilizando una sola gota de sangre4.
Ellos utilizan sangre extraída directamente de la vena del brazo, no del dedo, para que quede claro.
Para ponernos en contexto, cuando nuestro sistema inmune entra en contacto con un virus, bacteria, hongo o toxinas (bichos malos) produce anticuerpos específicos para combatirlos.
Estos anticuerpos se unen a una parte específica de los bichos malos llamada antígeno. Esta unión anticuerpo-antígeno hace que los anticuerpos puedan matar a esos virus, bacterias, etc.
Pues si nos sacan una pequeña muestra de sangre y la analizan utilizando este dispositivo llamado Maverick o su hermano mayor Merlin, podremos saber, por ejemplo, si tenemos el covid en tan solo unos minutos.
Si tenemos covid nuestro cuerpo habrá desarrollado anticuerpos específicos para atacar al virus.
Estos anticuerpos serán capaces de unirse a los antígenos específicos que conformarán la superficie de un anillo resonador especifico produciendo un cambio de señal al paso de la luz a través de él. Este cambio será registrado por la maquina dando un resultado positivo en covid.
El funcionamiento del analizador Maverick es algo más complejo de lo que yo te he explicado, pero al menos puedes hacerte una idea de cómo funciona. De todas formas, si tienes más curiosidad échale un vistazo a las referencias 10 y al video de la referencia 9.
Lo que más me ha gustado de la compañía Genalyte es lo bien que tienen todo especificado en su página web y lo fácil que ha sido encontrar artículos científicos relacionados con la tecnología desarrollada por la empresa y publicados directamente por su fundador Cary Gunn junto a su equipo de trabajo.
Esto hace que la empresa se vea completamente transparente y por lo tanto fiable, lo cual, es necesario cuando se trata de algo tan importante como la salud de las personas.
Como veis esta tecnología existe y está en pleno desarrollo. De momento, no se pueden hacer 200 análisis diferentes con una sola gota de sangre de tu dedo, como prometía Theranos, pero la ciencia va encaminada a ello y quizás algún día si sea posible.
Existen otras compañías que han desarrollado pequeños mini laboratorios con el mismo objetivo, hacer los análisis de sangre de forma más rápida y utilizando muy poco volumen de sangre.
Por ejemplo, la compañía Abbott ha comercializado un pequeño aparato llamado analizador i-STAT 1, el cual, contiene un cartucho basado en biosensores que es capaz de llevar a cabo diferentes análisis utilizando unas pocas gotas de sangre en tal solo 2 minutos12. La sangre puede ser arterial, capilar (dedo) o cualquier sangre venosa.
Por ejemplo, el cartucho básico permite realizar 7 análisis simultáneos que son: sodio, potasio, cloruro, glucosa, nitrógeno de la urea y urea, hematocritos y hemoglobina.
Además, esta compañía también ha puesto en el mercado otro aparato llamado Piccolo Xpress que es capaz de llevar a cabo 31 análisis químicos en tan solo 12 minutos utilizando unas cuantas gotas de sangre de tu dedo13.
Estos aparatos son menos completos que los comercializados por Genalyte, pero aun así ofrecen análisis rápidos de la mayoría de parámetros químicos básicos de un análisis de sangre utilizando tan solo unas gotas de sangre.
Por último, me gustaría nombrar a la empresa TruvianTM. Esta empresa está desarrollando un pequeño aparato capaz de llevar a cabo los test rutinarios de un análisis completo de sangre en unos 20 min.
Su tecnología se encuentra bajo patente y están esperando la aprobación de la FDA (U.S Food and Drug Administration) y la exención de la CLIA (Clinical Laboratory Improvement Amendments) para poder comercializarlo, por lo que, no os puedo contar mucho más14. Aun así, parece una empresa con grandes aspiraciones en el campo del cuidado médico.
Conclusiones
Lo primero a destacar es la importancia de realizar análisis completos de sangre de forma precisa y rápida. Actualmente, existen empresas que han desarrollado aparatos capaces de llevar a cabo la mayoría de tests de un análisis completo de sangre utilizando muy poco volumen de sangre y en tan solo unos minutos.
En cuanto a la empresa Theranos, hay que destacar que su fundadora Elizabeth Holmes probablemente tiene una gran capacidad de convicción, ya que, fue capaz de vender su idea a grandes inversores, llegando a recaudar billones de dólares para invertir en su empresa. Por ello, también es importante que penséis sobre qué hizo esta mujer con todo ese dinero.
Parece ser que ella, en un principio, si contrató a especialistas y científicos para llevar a cabo su idea. El problema es que de alguna manera su trabajo como Ceo de la empresa no supo o no quiso hacerlo bien, y además en algún momento decidió ignorar que el aparato que había inventado no funcionaba y seguir con esta mentira hasta que todo todo fué descubierto.
De momento, no sabemos su motivación para mentir de esta manera, pero sí sabemos que ha sido encontrada culpable de fraude y espera sentencia en los próximos meses.
Referencias
(1) Enlace al perfil de linkedin del Doctor Cary Gunn https://www.linkedin.com/in/gunncary/
(2) Enlace al perfil en Linkdin de la compañia Luxtera https://www.linkedin.com/company/luxtera/
(3) Richard Soref, Silicon Photonics: A Review of Recent Literature, Silicon. 2 (2010) 1–6.
(4) Enlace a la web d ela empresa Genalyte http://www.genalyte.com/
(5) En la a la presentación del analizador Maverick https://www.youtube.com/watch?v=Dn2WHGuCc5o&t=135s
(6) A. L. Washburn, L. C. Gunn, R. C. Bailey, Label-free quantitation of a cancer biomarker in complex media using silicon photonic microring resonators, Analytical Chemistry. 81 (2009) 9499-9506.
(7) M. Iqbal, M. A. Gleeson, B. Spaugh, F. Tybor, W. G. Gunn, M. Hochberg,T. Baehr-Jones, R. C. Bailey, L. C. Gunn, Label-free biosensor arrays based on silicon ring resonators and high-speed optical scanning instrumentation, IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics. 16 (2010) 654-661.
(8) S. Luchansky, A. L. Washburn, T. A. Martin, M. Iqbal, L.C. Gunn, R. C. Bailey, Characterization of the evanescent field profile and bound mass sensitivity of a label-free silicon photonic microring resonator biosensing platform, Biosensors and Bioelectronics. 26 (2010) 1283-1291.
(9) R. C. Bailey, A. L. Washburn, A. J. Qavi, M. Iqbal, M. Gleeson, F. Tybor, L. C. Gunn, A robust silicon photonic platform for multiparameter biological analysis, Silicon Photonics IV. 72200N (2009).
(10) H. M. Robison, R. C. Bailey, A Guide to Quantitative Biomarker Assay Development using Whispering Gallery Mode Biosensors, Current Protocols in Chemical Biology. 9 (2017) 158–173.
(11) W. Bogaerts, p. de Heyn, T. van Vaerenbergh, K de Vos, S. Kumar Selvaraja, T. Claes, P. Dumon, P. Bienstman, D. van Thourhout, R. Baets, Silicon microring resonators, Laser and Photonics Reviews. 6 (2012) 47-73.
(12) Enlace que nos lleva directamente al aparato llamado STAT 1 dentro de la web de la empresa Abbott https://www.globalpointofcare.abbott/en/product-details/apoc/i-stat-system.html?gclid=Cj0KCQjwl92XBhC7ARIsAHLl9anV7YXKqPWQIYR305C7mdY5O44ryezxOowITA0t5B7XUidZqy-Ob6caAtVjEALw_wcB
(13) Enlace que nos lleva directamente al aparato llamado Piccolo Xpress dentro de la web de la empresa Abbott https://www.globalpointofcare.abbott/en/product-details/apoc/piccolo-xpress-chemistry-analyzer.html
(14) Enlace a la compañia Truvian | Lab-Accurate POC Blood Diagnostics Platform https://truvianhealth.com/
Muy interesante saber de la parte científica de esta serie!
Gracias Carlos! A veces los artículos científicos no resultan fáciles de leer y entender, por ello, intentamos explicar la parte científica de la forma más clara posible, espero te gusten el resto de artículos!