La Nasa prepara, para el año 2020, la primera misión a Marte. Para facilitar la supervivencia de la tripulación, se está desarrollando una tecnología de nanorobots inyectados en sangre capaces de detectar y destruir enfermedades como el cáncer o la osteoporosis.
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AprendizajeTranscripción
00:00La naturaleza ha dotado a nuestra sangre de poderosas defensas contra las enfermedades,
00:07pero estas son incapaces de protegernos por completo.
00:10Nuestro cuerpo sufre una amenaza constante.
00:13El cáncer ataca a una de cada tres personas.
00:18El debilitamiento óseo arruina millones de vidas.
00:22Imaginen que pudiéramos borrar de nuestros cuerpos esa amenaza constante.
00:28Podremos detectar, diagnosticar y tratar la enfermedad,
00:32pero la detectaremos antes de que se convierta en enfermedad.
00:38La NASA dirige su mirada a una nueva frontera,
00:41el interior del cuerpo humano.
00:44Investigadores pioneros están desarrollando una revolucionaria tecnología,
00:49robots médicos más pequeños que las células de nuestra sangre.
00:55La mayoría de las enfermedades que padecemos hoy serán tratables.
00:59Desaparecerán.
01:01Máquinas microscópicas patrullarán nuestro cuerpo y erradicarán las enfermedades.
01:06La ciencia ficción se convertirá en auténtica ciencia
01:09y el mundo, tal y como lo conocemos, cambiará para siempre.
01:15La exploración espacial marca el comienzo de una nueva era en la medicina mundial.
01:21Y la fuerza que la impulsa es el propósito de la NASA de viajar a Marte.
01:26El espacio es el entorno más amenazador para la vida.
01:30Si abandonásemos hoy la Tierra, no sobreviviríamos.
01:34Kathy Olsen dirige el equipo que velará por la seguridad de los astronautas que viajen a Marte.
01:40Viajaremos a Marte en 2020,
01:43así que estamos investigando esa nueva tecnología médica que nos permitirá llegar allí.
01:49La NASA libra una batalla contra el tiempo.
01:52En 2020, la Tierra y Marte estarán perfectamente alineados.
01:57Perder esa oportunidad implicaría otros 15 años de espera.
02:03El equipo que realice el viaje batirá el récord de la NASA de permanencia en el espacio.
02:09Algo que con los actuales avances de la medicina resultaría mortal.
02:15Para garantizar su seguridad, Kathy Olsen debe ir un paso más allá.
02:20Para una directora científica, la salud de los astronautas durante un viaje tan largo es primordial.
02:27Tal vez sea el más serio desafío al que nos enfrentamos.
02:32La NASA ha fijado una fecha límite para llevar a cabo ese desafío, el año 2020.
02:38Me gusta tener una fecha, un objetivo concreto,
02:41no algo que forme parte de un futuro impreciso.
02:44Tener una fecha límite ha sido siempre un incentivo para la NASA.
02:48Estamos listos para despegar, 11.
02:51Pero la salud del astronauta siempre ha sido la máxima prioridad,
02:55desde que John Fitzgerald Kennedy declaró que el objetivo de la NASA era enviar un hombre a la Luna.
03:02Despegamos, estamos despegando.
03:04Creo que esta nación debería comprometerse a alcanzar el objetivo antes del fin de esta década
03:09de poner a un hombre sobre la Luna y traerlo de vuelta sano y salvo.
03:17Desde la década de los 50, cientos de personas han trabajado en el espacio.
03:21Pero ningún astronauta ha permanecido en él más de 12 meses,
03:25debido a los efectos de la ausencia de gravedad.
03:28Sin gravedad, los músculos se debilitan hasta quedar prácticamente inutilizables
03:33y los huesos empiezan a desmoronarse, causando dolor y fragilidad al regresar a la Tierra.
03:39Los mismos síntomas de la osteoporosis.
03:45Otra gran preocupación es el Sol.
03:47Sin la protección de la atmósfera terrestre,
03:49los tripulantes están expuestos a una intensa radiación solar,
03:53una de las principales causas del cáncer.
03:58La mejor prevención es no pasar demasiado tiempo en el espacio
04:02y regresar a casa lo antes posible.
04:06Un viaje a Marte utilizando la tecnología médica actual es por ahora impracticable.
04:14Tardaremos nueve meses en llegar a Marte.
04:16Estaremos allí durante un año y medio y luego regresaremos.
04:19Eso significa permanecer tres años en el espacio.
04:22Tres años sin acceso a atención médica.
04:25Los astronautas no podrán contar con un equipo de médicos ni con salas de emergencia.
04:32Las naves no cuentan con espacio suficiente para aparatos de rayos X,
04:36de tomografía o radioterapia.
04:39Y sin ellos, el viaje al planeta rojo sería demasiado peligroso.
04:44En 1999, el director de la NASA, Dan Goldin, planteó este enorme desafío.
04:51El impedimento para llegar a Marte no serán las estelas de condensación
04:56ni los sistemas de soporte vital,
04:58sino mantener sana la tripulación de dos a cuatro años
05:02cuando no puedan subirse a una ambulancia e ir al hospital,
05:06cuando estén a 40 millones de kilómetros de la Tierra.
05:11Dan Goldin propició el desarrollo de una nueva tecnología médica
05:14que permita trabajar y vivir en Marte.
05:20Antes de iniciar la exploración de nuestro vecino planeta,
05:23la NASA debe encontrar una manera de proteger a los astronautas,
05:27especialmente de enfermedades como el cáncer.
05:31Debe desarrollar una nueva tecnología capaz de mantener al equipo
05:35en óptimas condiciones físicas durante tres años de exposición a un entorno letal.
05:42Una vez en Marte, la nave no podrá despegar hasta que Marte,
05:45la Luna y la Tierra estén de nuevo alineados.
05:50Los astronautas tendrán que vivir allí durante un año y medio
05:53antes de poder regresar.
05:56Con la tecnología médica actual, el viaje a Marte es impensable.
06:03Todo astronauta acepta los riesgos para la salud que entraña su trabajo.
06:07La NASA busca una manera de eliminar esos riesgos
06:10y de paso cambiar la medicina para siempre.
06:14La gravedad cero debilita a los astronautas
06:17que deben cumplir una rigurosa rutina de ejercicios,
06:20pero ni siquiera estos ejercicios evitan el debilitamiento muscular.
06:26Tras tres años de permanencia en Marte,
06:28independientemente del esfuerzo físico realizado,
06:31los astronautas correrían el riesgo de regresar a la Tierra enfermos de cáncer.
06:37Los científicos deberán crear una tecnología revolucionaria antes de 2020.
06:42Una tecnología que también beneficiará al resto de los habitantes de la Tierra.
06:50Los equipos médicos convencionales son demasiado voluminosos
06:53para transportarlos en una nave espacial.
06:55La prioridad de la NASA es reducir su tamaño
06:58y para conseguirlo, los científicos deberán realizar
07:02un viaje alucinante al interior del cuerpo humano.
07:06En este viaje, las imágenes microscópicas se convertirán en grandes paisajes a explorar.
07:12Entraremos en el mundo de las células,
07:14las máquinas de la naturaleza que nunca descansan.
07:17Y es aquí donde la NASA pretende introducir robots médicos microscópicos.
07:24La unidad de medida para estas máquinas no será el milímetro,
07:28sino el nanómetro, un millón de veces más pequeño.
07:32Una escala difícil de imaginar.
07:34Es la miniaturización llevada al extremo.
07:38Bien, pensemos.
07:40Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro.
07:45Por ejemplo, si un nanómetro equivaliera a un centímetro,
07:49un metro abarcaría 10.000 kilómetros.
07:53Exactamente 10.000 kilómetros.
07:57Un metro es más o menos la longitud de mi brazo.
08:00Y mil veces más pequeño que eso es un milímetro.
08:03Es algo visible, pero muy pequeño.
08:06Mil veces más pequeño que un milímetro es un micrómetro.
08:10Una millonésima de metro.
08:12Y es invisible a los ojos, es diminuto.
08:15Y mil veces más pequeño es un nanómetro.
08:18Un nanómetro es una milmillonésima de metro.
08:23Ligeramente más grande que los átomos de los que estamos hechos.
08:28Bienvenidos al nanomundo.
08:32Este es el comienzo de la era de la nanomedicina.
08:41En la misión a Marte, los astronautas llevarán robots miniaturizados
08:45circulando por su cuerpo.
08:49Nuestro propósito es crear una cápsula.
08:52Una especie de píldora que al ser ingerida
08:55liberará lo que nosotros llamamos nanoexploradores.
09:00Lo que la NASA propone parece extraído del mundo de la ciencia ficción.
09:09Utilizando esa tecnología, seremos capaces de detectar,
09:13diagnosticar y tratar la enfermedad.
09:16Pero la detectaremos antes de que se convierta en enfermedad.
09:21La píldora contendrá millones de máquinas microscópicas,
09:25minúsculos robots que patrullarán el interior de nuestro cuerpo
09:29en busca de la enfermedad en sus primeras etapas.
09:33Su tamaño será similar al de las células vivas,
09:36el primer lugar donde la enfermedad se incuba.
09:40La célula es la máquina más elemental
09:43y se compone de muchas partes más pequeñas.
09:46La nanotecnología nos permitirá acceder a la parte específica
09:50de la célula que origina el problema.
09:54Todos estamos compuestos de células.
09:57Cada una de ellas es una compleja nanomáquina en sí misma.
10:02Estamos hechos de pequeñas nanomáquinas naturales
10:05que se dividen para que nuestro cuerpo vaya creciendo
10:08para formar cada una de las partes y elementos de nuestro organismo.
10:14Estas células forman el tejido muscular del corazón.
10:18Estas nanomáquinas, llamadas células,
10:21producen el milagro de la vida.
10:26Cuando nacemos, nuestro cuerpo ya está compuesto por innumerables células.
10:33La visionaria idea de crear robots médicos
10:36para trabajar en el interior de nuestras células
10:39parece de ciencia ficción.
10:43Muchas de mis ideas provienen de películas o series
10:47como Star Trek o Misión Imposible.
10:51Son producciones que sigo viendo
10:53y que me proporcionan ideas que, en algunos casos,
10:56trato de poner en práctica en los proyectos de la NASA.
11:00Mientras la NASA soñaba con llegar a la Luna,
11:03una película de Hollywood presentaba la idea de la miniaturización médica.
11:08En Un viaje alucinante, un equipo de científicos miniaturizados
11:12recorre el interior del cuerpo en un submarino
11:14con la misión de destruir un coágulo.
11:18Un viaje alucinante nos mostró pequeños dispositivos
11:21circulando por el torrente sanguíneo.
11:24Pero la forma en que lo presentaron, encogiendo submarinos,
11:27no parece practicable.
11:30Sin embargo, la idea de crear pequeños mecanismos
11:32construidos desde el principio a esa escala
11:35sí parece posible.
11:38Esta nueva ciencia tiene su fuente de inspiración en la naturaleza.
11:43Desde el punto de vista de los científicos,
11:45la naturaleza emplea complejos mecanismos moleculares
11:48para crear el milagro de la vida.
11:51Tomando a estas nanomáquinas naturales como modelo,
11:53Ralph Merkel considera que la creación de nanorobots es inevitable.
11:59Esto es una planta.
12:01Un milagro de la biología.
12:03Tiene miles de millones de células, proteínas, ADN.
12:07Son complejas máquinas moleculares
12:10que nos demuestran que nuestros proyectos son posibles.
12:14Nuestra idea es construir máquinas moleculares artificiales.
12:18Cuando lo consigamos, decenas de miles de millones de ellas
12:21podrán caber en este guijarro.
12:24Si logra cumplir su sueño de reunir miles de millones de nanomáquinas
12:28en el volumen de un guijarro,
12:30seremos capaces de realizar el viaje alucinante
12:32con el que tantos han soñado.
12:35Los científicos ya han comenzado.
12:37Merkel y sus colegas ya están diseñando nanorobots médicos
12:40en sus laboratorios en Dallas.
12:43Miremoslo así.
12:45En el siglo XIX, la gente miraba a los pájaros y decía
12:48los pájaros pueden volar.
12:51Por tanto, es posible volar siendo más pesado que el aire.
12:54Y cuando llegó el momento de construir aviones,
12:57los construimos utilizando nuestras propias ideas.
13:00No construimos aviones con las mismas ideas.
13:03No construimos aparatos con plumas que batiesen las alas,
13:06al menos los que tuvieron éxito.
13:08Utilizamos toda suerte de estructuras muy diferentes a un pájaro.
13:13Y aunque existió una gran diferencia entre nuestro modo de conseguirlo
13:17y la forma de volar de los pájaros,
13:19su inspiración fue crucial.
13:21Vimos volar a los pájaros y dijimos,
13:23es posible, si ellos pueden hacerlo, nosotros también.
13:28Los pioneros de la nanomedicina
13:30exploran el interior del cuerpo humano
13:32para demostrar que la maquinaria de la naturaleza
13:35es la prueba de que los nanorobots pueden construirse.
13:39Nuestra sangre contiene glóbulos rojos y glóbulos blancos.
13:43Los glóbulos blancos son nuestras defensas contra las enfermedades.
13:47Este glóbulo blanco está rodeando a un parásito.
13:51Los glóbulos blancos acorralan a los organismos extraños
13:54y los destruyen.
13:57Una máquina celular atacando a otra.
14:02Trabajando en equipo,
14:03pueden atacar a células mucho más grandes que ellos,
14:06consumiendo a su enemigo
14:08en una frenética digestión mecánica y química.
14:14Las máquinas de Ralph Merkel
14:16han sido diseñadas para evitar las defensas del cuerpo
14:19y trabajar al lado de las nanomáquinas naturales.
14:22Ralph Merkel imagina un glóbulo blanco robótico
14:25llamado microvívoro.
14:28El microvívoro sería un dispositivo diseñado
14:31para absorber bacterias, virus y otros microbios patógenos.
14:36La idea es muy sencilla.
14:38Tendría pequeñas antenas
14:40que identificarían a los organismos invasores.
14:43Estos serían arrastrados hacia su interior,
14:46donde serían reducidos a aminoácidos inofensivos
14:49que a continuación expulsaría.
14:52Su infección podría controlarse en una hora.
14:58Los científicos ya han hecho ensayos
15:00con máquinas miniaturizadas en el interior del cuerpo.
15:03Esta tecnología,
15:04que antes bordeaba las fronteras de lo imposible,
15:07hoy es una realidad.
15:11Este es el profesor Paul Swain
15:13del Hospital Royal London, en Inglaterra.
15:16Desde 1994,
15:17trabaja en el desarrollo de una píldora cámara
15:20que observa detenidamente todo el tracto digestivo.
15:26Las cámaras endoscópicas convencionales
15:29están permanentemente conectadas a un tubo.
15:32Aunque mide unos 2,5 metros,
15:34solo permite explorar una tercera parte del sistema digestivo.
15:39Proporciona una valiosa visión,
15:41pero es muy desagradable para el paciente
15:44y muy limitado en su alcance.
15:50La píldora de Paul Swain es ingerida por el paciente
15:53y toma fotografías en su viaje por el estómago
15:56y el intestino delgado,
15:58al que los médicos no podrían acceder
16:00sin una delicada operación.
16:03Mientras el paciente recibe las instrucciones,
16:06se instala el equipo de captación.
16:09Ahora estamos conectando las ocho antenas,
16:12cuya función es recibir las señales de la cámara.
16:15Estas señales atraviesan la pared abdominal
16:18y son recogidas y almacenadas.
16:21Durante el examen se toman unas 50.000 fotografías.
16:26Estas 50.000 imágenes se almacenan
16:28en un potente ordenador que se coloca en la cintura.
16:31El aparato es liviano y fácil de llevar
16:34y causa muy pocas molestias al paciente.
16:38Puedes volver a casa con él.
16:41Puedes caminar, ir a trabajar
16:43y hacer todo lo que te apetezca.
16:45Normalmente toma fotografías durante unas siete horas y media.
16:48Cuando haya terminado podrás quitarte el aparato
16:51y también las conexiones.
16:54Con cada destello, la cámara transmite una fotografía.
16:57El paciente puede abandonar el hospital
16:59evitando el trauma de la cirugía
17:01y la incomodidad del endoscopio.
17:05La píldora llega al estómago en unos ocho segundos,
17:08donde permanecerá alrededor de una hora.
17:11Durante su viaje, de tres o cuatro horas,
17:14transmite fotografías nítidas
17:16que el profesor Swain puede analizar cómodamente en su despacho.
17:21Este punto rojo es una especie de derrame
17:23que tiene este paciente.
17:25Aparece y desaparece
17:27mientras la cápsula va variando de posición.
17:30Se encuentra a un tercio del trayecto,
17:33bastante más allá de la zona
17:35que probablemente llegaríamos a ver
17:37con cualquier otra endoscopia.
17:40Según la nanoescala,
17:42el paciente Swain mide 30 millones de nanómetros.
17:46La píldora propuesta por los nanomédicos de la NASA
17:49es millones de veces más pequeña.
17:53Estoy realmente entusiasmada.
17:55Pienso que este va a ser nuestro futuro.
17:59Un futuro en el que máquinas creadas por el hombre
18:02podrían prevenir enfermedades
18:04trabajando en el interior de nuestras células.
18:12Los astronautas que viajen a Marte en 2020
18:15deberán estar protegidos contra el cáncer
18:17y otras enfermedades.
18:19Millones de máquinas robot
18:21navegarán por el interior de sus cuerpos.
18:23Máquinas programadas para detectar y prevenir enfermedades.
18:30Los científicos de la NASA están diseñando tecnologías
18:32para explorar el interior de nuestro cuerpo.
18:35Tecnologías que protegerán la salud de los astronautas
18:38en el entorno hostil del espacio exterior.
18:43Esta investigación nos llevará más allá de la piel,
18:45la sangre y los huesos.
18:48Nos llevará hasta las células individuales
18:50que integran nuestro cuerpo.
18:52Hasta los cimientos de la vida.
18:54Hasta el corazón de las células.
18:56Hasta el ADN.
18:58El ADN es el mapa de la vida.
19:00La ciencia lo conoce desde la década de los 50.
19:03Pero fue en 2001 cuando pudimos ver
19:05la primera imagen en movimiento de una cadena de ADN.
19:12El ADN es una espiral de unos 5 nanómetros de diámetro.
19:17Al desarrollar nuevas y mejores nanotecnologías
19:20tendremos la posibilidad de desarrollar formas directas
19:23para aproximarnos mejor al ADN
19:25e interactuar con él.
19:27La nanotecnología nos permitirá explorar entornos y situaciones
19:31a los que nunca tuvimos acceso en el pasado.
19:36Los científicos saben ahora que la más sutil alteración del ADN
19:40provoca daños en las células.
19:42Daños que pueden ser la causa de enfermedades.
19:46Algo que mucha gente no sabe
19:48es que un diminuto cambio en una célula
19:51puede tener importantes consecuencias.
19:57Una pequeña alteración en las células
19:59de los astronautas que viajen a Marte
20:01podría ser fatal.
20:04Al abandonar el paraguas protector que constituye la atmósfera
20:07los astronautas quedarán expuestos
20:09a la fuerte radiación del espacio exterior.
20:14En su viaje hacia Marte, el Sol que da vida a la Tierra
20:17se convertirá en un arma mortífera
20:19que apuntará directamente hacia ellos.
20:25Partículas radiactivas salen disparadas
20:27desde el Sol a la velocidad de la luz.
20:29En el vacío del espacio
20:31los astronautas estarán completamente indefensos.
20:34Los metales pesados
20:36o partículas de la radiación galáctica
20:38penetran en nuestras células.
20:45Y creemos que en un viaje a Marte
20:48que duraría nueve meses
20:50todas las células cerebrales resultarían afectadas.
20:54Cuando una célula es atacada por la radiación
20:56su ADN resulta dañado
20:58y comienza a funcionar mal.
21:00Cuando se reproduce
21:02en lugar de generar tejido sano
21:04empieza a desarrollar un tumor.
21:06Esto es el cáncer.
21:08Las células cancerígenas de un astronauta
21:10crecerían durante meses
21:12antes de que el tumor fuera visible.
21:14Lo mismo sucede en la Tierra.
21:16Para confirmar la presencia del cáncer
21:18se necesitan millones de células.
21:21Normalmente éstas se detectan
21:23tomando muestras de tejidos sospechosos
21:25propensos a la afección
21:27o mediante radiografías.
21:29Carol Dahl se ha unido
21:31a la investigación de Kathy Olsen.
21:33Cree que la solución para vencer al cáncer
21:35está en la nanomedicina.
21:37El sistema actual para identificar el cáncer
21:39se basa principalmente en nuestra habilidad
21:41para detectar un cambio anatómico.
21:43Un cambio en la forma o estructura
21:45de los propios tejidos.
21:47Pero para entonces
21:49las células se han multiplicado
21:51muchos millones de veces
21:53y la enfermedad ya ha echado raíces.
21:55Al ser nuestro propio cuerpo
21:57quien fabrica tejido canceroso
21:59nuestro sistema inmunológico
22:01lo reconoce como propio y no lo ataca.
22:07La extracción quirúrgica de un tumor
22:09causa daños inevitables en los tejidos sanos.
22:11Y los tratamientos no quirúrgicos
22:13intoxican el cuerpo entero.
22:17La NASA se propone crear una nueva tecnología
22:19que impedirá el desarrollo de tumores
22:21durante la travesía hacia Marte.
22:23Los nanocientíficos
22:25están encontrando soluciones
22:27para diagnosticar y tratar el cáncer
22:29en una fase mucho más embrionaria
22:31utilizando partículas del tamaño
22:33de un átomo generadas a partir
22:35de una reacción química.
22:37No se trata de nanorobots
22:39sino de miles de millones de partículas
22:41que se espera satisfagan muchas expectativas.
22:47Estas partículas serían capaces
22:49de identificar una célula cancerígena
22:51tan rápido que ni siquiera
22:53entenderíamos el proceso.
22:55La localizarían y enviarían una señal
22:57que diría, ¡eh, aquí está!
22:59Y la destruirían sin afectar
23:01en lo más mínimo a las células sanas
23:03que hay a su alrededor.
23:05Estas partículas
23:07se llaman puntos cuánticos.
23:09En los laboratorios de la Quantum Dot Corporation
23:11equipos de químicos, biólogos
23:13y físicos expertos
23:15investigan las posibilidades de estos puntos.
23:17Los puntos son tan pequeños
23:19que pueden penetrar en las células
23:21y ser utilizados de un modo similar
23:23al de los actuales reveladores químicos.
23:29Pueden resultar muy útiles
23:31para visualizar el interior de las células vivas.
23:33Los puntos cuánticos
23:35tienen muchas ventajas
23:37ya que te permiten ver señales
23:39mucho más brillantes e intensas
23:41dentro de los tejidos y las células vivas.
23:43Estas partículas
23:45podrían ser construidas exclusivamente
23:47para pegarse a las células cancerígenas.
23:49Como un faro
23:51se encenderían y enviarían
23:53una señal muy temprana del peligro.
23:55En color rojo
23:57vemos los puntos cuánticos
23:59que han localizado y se han pegado al cáncer.
24:01Hay millones
24:03alrededor de cada célula.
24:07En los experimentos
24:09los científicos están encontrando
24:11modos muy interesantes
24:13de hacerlos reaccionar
24:15ante distintas fuentes de color.
24:17Con una pequeña diferencia de tamaño
24:19las partículas reflejarán distintos colores.
24:23Walt Mahoney sueña
24:25con el día en que sus puntos cuánticos
24:27puedan ser inyectados en un paciente
24:29y comiencen un viaje alucinante
24:31en busca de células
24:33que no funcionen correctamente.
24:37Los puntos recorren
24:39todo el cuerpo.
24:41Cuando encuentran lo que buscan
24:43comienzan a juntarse.
24:45Al enfocarlos con una luz especial
24:47devuelven una señal visual
24:49brillando intensamente.
24:55Desde el centro de un estadio
24:57Mahoney nos explica
24:59cómo es de pequeño un punto cuántico.
25:03Si esta pelota de béisbol
25:05tuviese el tamaño de un punto cuántico
25:07este estadio sería un glóbulo rojo.
25:09Un punto cuántico
25:11es muchos millones de veces más pequeño
25:13que un glóbulo rojo.
25:15La luz que refleja
25:17desde el interior de una célula
25:19puede indicar la presencia de cáncer.
25:21Un punto cuántico es tan pequeño
25:23que sólo puede verse
25:25con los microscopios más sofisticados.
25:27Es fantástico.
25:29Lo que estamos viendo es un punto cuántico.
25:31En realidad es el centro del punto
25:33y aquí están las columnas
25:35de átomos individuales.
25:37Los puntos blancos serían
25:39el espacio entre los átomos.
25:41De un extremo a otro
25:43hay alrededor de 5 nanómetros.
25:45Estas estructuras tienen
25:47una geometría exquisita.
25:49Son preciosas
25:51y muy muy pequeñas.
25:53Estos puntos cuánticos
25:55podrían constituir
25:57los cimientos de la nanotecnología
25:59que protegerá a los astronautas
26:01en su misión a Marte.
26:03Más pequeños incluso que los glóbulos rojos
26:05estos nanomédicos
26:07explorarán el interior de nuestro cuerpo
26:09en todos los rincones.
26:11En los próximos experimentos
26:13se intentará que aumenten su temperatura
26:15en respuesta a un destello de luz
26:17y destruyan las células
26:19defectuosas a las que hayan rodeado
26:21sin dañar
26:23ninguna célula sana.
26:25Imaginemos que el cáncer
26:27es similar a una caja de manzanas
26:29en cuyo fondo hay una manzana podrida.
26:31La nanotecnología
26:33será capaz de entrar en esa caja
26:35y revisar las manzanas una a una
26:37y podrá identificar
26:39a la que está podrida
26:41basándose en un patrón
26:43que podría ser el color de la manzana
26:45o su contenido
26:47y eliminarla sin tocar a las manzanas
26:49que la rodean
26:51dejando el resto de la caja intacta.
26:55Los puntos cuánticos
26:57no son la única nanotecnología médica
26:59que podría viajar a Marte
27:01en los cuerpos de los astronautas.
27:03Estos son
27:05dendrímeros.
27:07Están construidos a la misma escala
27:09que los puntos cuánticos.
27:11Son capaces de transportar
27:13moléculas individuales de un medicamento
27:15y depositarlas directamente
27:17en las células.
27:19Pueden entrar en una célula
27:21y mediante la orden de una señal luminosa
27:23liberar una dosis terapéutica
27:25en el lugar elegido.
27:29Los puntos cuánticos
27:31y los dendrímeros
27:33serán sometidos a las mismas pruebas
27:35que los medicamentos.
27:37Se están realizando pruebas
27:39de toxicidad y biocompatibilidad
27:41y los primeros resultados indican
27:43que estas herramientas serán biocompatibles
27:45o se modificarán
27:47para que puedan serlo.
27:49Pienso que podrán utilizarse
27:51a largo plazo dentro del cuerpo humano.
27:55Los dendrímeros y los puntos cuánticos
27:57son solo un pequeño paso
27:59de las nanosondas médicas.
28:01Constituyen el método más innovador
28:03para la prevención de enfermedades.
28:05Esta pionera tecnología médica
28:07podría en un futuro
28:09beneficiarnos a todos
28:11y poner fin a todas las formas
28:13conocidas de cáncer.
28:15En el viaje a Marte el cáncer
28:17no constituirá la única amenaza.
28:19Los astronautas deberán protegerse
28:21contra todo tipo de enfermedades.
28:25La medicina preventiva será crucial
28:27así como el diagnóstico precoz.
28:29Pero por muy preventiva que sea la medicina
28:31no es posible pronosticar
28:33cuando se desarrollará un cáncer
28:35u otra enfermedad.
28:37La NASA propone crear
28:39una flota de nanorobots
28:41que patrullarán en busca de enfermedades
28:43examinando individualmente cada célula.
28:45Y lo harán
28:4724 horas al día, 7 días a la semana.
28:51Casi me atrevo a vaticinar
28:53algo parecido a lo que ocurría en Star Trek.
28:57Cuando notaban un pequeño cambio
28:59eran capaces de detectarlo y corregirlo
29:01casi de inmediato
29:03sin saber siquiera
29:05que algo había ocurrido.
29:07Desde el momento
29:09en que los astronautas dejan la gravedad terrestre
29:11sus músculos y sus huesos
29:13comienzan a debilitarse.
29:17La pérdida de masa ósea
29:19es del 1% al mes.
29:21Estás en un entorno ingrávido
29:23y cuando regresas a la Tierra
29:25a la gravedad
29:27hay que evitar que tus huesos se rompan
29:29al volver a cargar peso sobre tus piernas.
29:31Es un problema realmente serio.
29:35Y no solo lo es para los astronautas.
29:37La osteoporosis
29:39es también un problema muy importante
29:41para los que siempre vivimos en la Tierra.
29:45Independientemente de la edad
29:47o el planeta donde vivamos
29:49es posible mantener los huesos fuertes
29:51realizando ejercicio de forma regular.
29:53Pero en el espacio
29:55el simple ejercicio no soluciona el problema.
30:01La degeneración ósea en el espacio
30:03puede equipararse a la osteoporosis.
30:05Es una especie de osteoporosis
30:07por desuso.
30:09En el entorno espacial
30:11los efectos de esa degeneración ósea
30:13aparecen mucho antes a consecuencia del estrés.
30:17Se produce una considerable aceleración
30:19en el desarrollo de la descalcificación
30:21que tiene lugar en la osteoporosis.
30:25El ejercicio por sí solo
30:27no será suficiente para prevenir
30:29el debilitamiento de músculos y huesos
30:31que terminarán convertidos en gelatina.
30:35La mayoría de nuestros periodos de permanencia
30:37en el espacio han durado un año como máximo.
30:39Para un viaje de tres años
30:41tendremos que multiplicar nuestros esfuerzos.
30:45Las nanomáquinas tendrán que reconstruir
30:47tejidos óseos y estimular el crecimiento muscular
30:49además de conservar la salud en general.
30:53Tendrán que realizar múltiples tareas
30:55no sólo la detección
30:57y el tratamiento de enfermedades.
30:59La NASA propone
31:01una flota de nanorobots
31:03que recorran el cuerpo trabajando en equipo.
31:05En la vanguardia de la flota
31:07irían los nanoexploradores.
31:09Estos exploradores
31:11serán capaces de entrar y salir
31:13de las células libremente
31:15y cuando se encuentren en el interior de una célula
31:17y detecten un cambio en ella
31:19lanzarán una especie de mensaje.
31:23Este activará algo así como
31:25un nanodiagnosticador
31:27que realizará el diagnóstico.
31:29A continuación
31:31dará una orden a los nanoterapeutas
31:33para que entren en la célula
31:37y la devuelvan a su estado normal.
31:39Construir estas máquinas
31:41constituye uno de los mayores desafíos
31:43a los que se ha enfrentado la ciencia.
31:45Sin la nanomedicina
31:47la NASA no podrá enviar a ningún ser humano
31:49a Marte.
31:51A lo largo de los años
31:53hemos sido testigos de cómo la tecnología
31:55ha ido reduciendo el tamaño de las máquinas.
31:57En la actualidad
31:59podemos fabricar máquinas diminutas
32:01sólo visibles para un microscopio.
32:05Esta micromáquina creada en los Estados Unidos
32:07tiene componentes del tamaño
32:09de un grano de harina.
32:11Tan pequeños que parecen insignificantes
32:13al lado de una mota de polvo.
32:21Estos microcoches fabricados en Japón
32:23están alimentados y dirigidos por imanes.
32:25Modelos completamente operativos
32:27construidos a una escala
32:29mil veces menor que los reales.
32:35Este brazo manipulador
32:37del tamaño de un punto ortográfico
32:39está moviendo una diminuta
32:41cuenta de cristal.
32:43Esta nanoguitarra
32:45capaz de funcionar
32:47es 100 veces más pequeña que el brazo manipulador.
32:49Y cada una de sus cuerdas
32:51tiene una anchura de 100 átomos.
32:53El ritmo
32:55al que progresamos es extremadamente rápido.
32:57Los chips de ordenador
32:59reducen su tamaño a la mitad cada 18 meses
33:01pese a que su potencia
33:03no deja de aumentar.
33:05Los cables de este chip de silicona
33:07son mil veces más finos que un cabello humano.
33:11La miniaturización avanza
33:13a un ritmo acelerado.
33:15El reto sigue siendo
33:17crear una maquinaria médica
33:19tan sofisticada que funcione
33:21en el espacio interior
33:23de nuestra corriente sanguínea
33:25a escala nanométrica.
33:27La clave para crear nanorobots
33:29podría encontrarse en un enfoque
33:31completamente diferente
33:33a la hora de fabricar máquinas en miniatura.
33:35Ralph Merkel
33:37tiene una visión tan fantástica
33:39que es imposible
33:41llegar algún día a construir
33:43robots diminutos
33:45manipulando átomos individuales.
33:49La naturaleza nos ha dado
33:51un juego de Lego
33:53con montones de piezas
33:55pero intentamos manejarlas
33:57con guantes de boxeo.
33:59Ahora sólo podemos amontonarlas
34:01unas sobre otras
34:03pero dentro de algunos años
34:05o de algunas décadas
34:07los robots diminutos
34:09pueden ya identificar
34:11y aislar átomos individuales
34:13las piezas que componen
34:15el armazón de la naturaleza.
34:17Utilizan un microscopio
34:19capaz de funcionar
34:21con una precisión increíble.
34:23Con tanta precisión
34:25que unos átomos individuales
34:27aparecen como bultos
34:29en un vasto paisaje.
34:31Un microscopio
34:33de sonda de barrido
34:35y una aguja de grabación.
34:37La punta sigue los contornos
34:39de la superficie
34:41y crea una imagen línea a línea.
34:43En 1989 los científicos
34:45descubrieron que a corta distancia
34:47los átomos eran atraídos
34:49hacia la punta del microscopio
34:51y podían ser desplazados individualmente.
34:53Parecía algo imposible
34:55pero era precisamente el hallazgo
34:57que Merkel estaba esperando.
35:01La verdad es que sentí un gran alivio
35:03porque una vez que quedó demostrado
35:05fehacientemente que podemos mover los átomos
35:07de un sitio a otro
35:09pudimos centrarnos en el paso siguiente.
35:11Los científicos descubrieron
35:13que podían manipular los átomos
35:15para formar patrones cada vez más complejos.
35:21La visión de Ralph Merkel
35:23empieza a convertirse en una realidad.
35:25Predice que la nanotecnología
35:27irá más lejos todavía
35:29y cree que llegará el día en el que
35:31podremos ordenar los átomos en componentes
35:33del tamaño de una molécula
35:35para fabricar nanomáquinas.
35:37Lo siguiente será crear una línea de montaje.
35:41Para fabricar un coche se utilizan brazos robotizados
35:43y máquinas que ensamblan
35:45sus diferentes partes.
35:47Trasladando ese mismo concepto
35:49a nivel molecular
35:51podremos fabricar componentes moleculares
35:53y a continuación montarlos.
35:57Los científicos de la NASA
35:59crean modelos que ilustran
36:01cómo estructuras moleculares
36:03compuestas de átomos individuales
36:05pueden crear nanomaquinaria.
36:11Este es un modelo de una de las nanomáquinas
36:13de Ralph Merkel
36:15fabricado con componentes
36:17que contienen un total de 18.000 millones de átomos.
36:19Se denomina respirocito.
36:25Los respirocitos
36:27trabajan como glóbulos
36:29rojos artificiales.
36:31Se podrían utilizar como una fuente artificial
36:33alternativa de oxígeno.
36:35El próximo desafío
36:37de Merkel es fabricar
36:39suficientes respirocitos.
36:41Si vamos a cualquier bosque
36:43lo encontramos cubierto de árboles
36:45y cada uno de esos árboles
36:47nació de una única semilla,
36:49de una única célula
36:51que hizo copias y más copias de sí misma
36:53y se fue reestructurando
36:55hasta convertirse en un árbol.
36:59Los métodos de fabricación que propone Merkel
37:01imitan el sistema de autorreplicación
37:03de la naturaleza.
37:05En la naturaleza
37:07las células se dividen
37:09y se multiplican, produciendo
37:11millones de copias idénticas.
37:13En la fábrica de Merkel se crearían
37:15máquinas capaces de reproducir
37:17un número ilimitado de clones.
37:19Esta técnica permitirá
37:21a Merkel obtener un suministro inagotable
37:23de sus nanoinventos mecánicos
37:25para trabajar como células sanguíneas
37:27artificiales.
37:31Las posibilidades parecen infinitas.
37:33La forma de abordar el asunto
37:35es decirnos, bueno, hoy no podemos
37:37hacer prácticamente casi nada,
37:39pero en el futuro podremos hacer prácticamente
37:41casi todo.
37:43Una vez que sea posible
37:45la construcción artificial compleja
37:47a escala nanométrica,
37:49las visiones más fantásticas podrán hacerse
37:51realidad y el mundo nunca
37:53volverá a ser el mismo.
37:55Pero queda otro
37:57problema por resolver.
37:59¿Cómo haremos funcionar esas máquinas?
38:01Necesitamos encontrar
38:03un medio para suministrar energía
38:05a escala nanométrica.
38:07La naturaleza es el líder mundial en el
38:09campo de la nanoconstrucción.
38:11En el interior de cada célula viviente
38:13ha instaurado un mecanismo
38:15capaz de producir combustible,
38:17insuflando vida a las nanomáquinas naturales.
38:19Dicho combustible se denomina
38:21trifosfato de adenosina
38:23o ATP.
38:25El ATP es el combustible
38:27de la vida.
38:29Prácticamente todo organismo viviente
38:31usa este combustible, es como la gasolina
38:33para un coche.
38:35Sin él la vida no existiría.
38:37Pocos de nosotros
38:39hemos oído hablar del ATP,
38:41pero sin él nuestros cuerpos
38:43no funcionarían.
38:45El ATP se fabrica en el interior de las células
38:47de los músculos, suministrando combustible
38:49para que estos funcionen.
38:51Sin él no podríamos mantenernos vivos.
38:53En 1997
38:55Montemagno se dispuso
38:57a crear una nanomáquina
38:59capaz de funcionar con la fuente
39:01de energía más rica y difundida
39:03que existe.
39:05Puesto que este combustible está presente
39:07en todas las formas de vida,
39:09voy a usarlo para hacer funcionar
39:11mi propia maquinaria.
39:13Su equipo toma una pequeña muestra
39:15muscular que contiene miles de millones
39:17de células ricas en ATP.
39:19Cada célula de la muestra
39:21sólo necesita una ínfima cantidad
39:23de combustible.
39:25El combustible se elabora
39:27molécula a molécula en una fábrica
39:29química.
39:31Esta máquina tiene una anchura aproximada
39:33de 40 nanómetros
39:35y funciona como una bomba.
39:37Parece un motor eléctrico.
39:39El plan consistía en unir
39:41un propulsor de metal cuyo tamaño
39:43era miles de veces superior al de la propia
39:45bomba y crear una fusión entre
39:47la parte artificial y la parte orgánica.
39:51Combinando ingeniería genética
39:53compleja con química básica
39:55el equipo de Montemagno se puso
39:57manos a la obra.
39:59Tras meses de trabajo
40:01y numerosos intentos
40:03consiguieron unir uno de los propulsores
40:05y Montemagno vio en el
40:07monitor lo que tanto tiempo
40:09llevaba esperando.
40:11La primera vez que vi
40:13funcionar todo el sistema
40:15fue un momento de gran emoción
40:17y alivio.
40:19Había creado un motor 100.000
40:21veces más pequeño que un grano de arena.
40:25Con un giro potencial
40:27de 115 revoluciones por segundo
40:29constituye el motor más
40:31eficiente del mundo.
40:33Si pudiésemos aumentar el mecanismo
40:35a escala natural sería algo así
40:37como hacer girar una rueda de un kilómetro
40:39de diámetro a unas 8 revoluciones
40:41por segundo.
40:43La cantidad de energía producida
40:45en relación a su tamaño es descomunal.
40:49Con una pequeña ayuda
40:51de la naturaleza la ciencia ha creado
40:53el componente de una nanomáquina
40:55que nos abre el camino hacia una nueva medicina.
41:03En esta nueva era nanotecnológica
41:05seremos capaces de construir
41:07máquinas microscópicas
41:09autogeneradoras de energía.
41:13En el futuro
41:15crearemos sistemas artificiales
41:17que incorporarán muchas de las propiedades
41:19de la vida.
41:21En lugar de llevar un aparato auditivo
41:23conectado a una batería
41:25fabricaremos una máquina que se podrá insertar
41:27un oído que estará alimentado
41:29por la propia fisiología de la vida.
41:31Ya no tendremos que cambiar la batería
41:33porque el mecanismo se integrará plenamente
41:35en nuestro ciclo vital.
41:37Este oído artificial directamente comunicado
41:39con nuestro sistema nervioso
41:41no solo será alimentado por nuestro cuerpo
41:43sino que podrá ser reparado
41:45por la naturaleza cuando alguno de sus componentes
41:47se averíe.
41:49Montemagno cree que en el futuro fabricaremos
41:51nanomáquinas integradas en nuestros ojos.
41:53Una retina artificial podría
41:55llegar a funcionar como la verdadera
41:57permitiendo que los ciegos
41:59pudiesen ver.
42:01Una nanomáquina que conectaría el mundo exterior
42:03a través del nervio óptico
42:05directamente con nuestro cerebro.
42:11Las posibilidades son extraordinarias.
42:13Estamos asistiendo al nacimiento
42:15de una nueva tecnología.
42:17Algo parecido a lo que ocurrió
42:19a comienzos del siglo pasado.
42:21En los últimos 100 años
42:23hemos desvelado el complejo funcionamiento
42:25interno de nuestros cuerpos
42:27como nunca antes lo habíamos hecho.
42:29Ahora avanzamos
42:31hacia una nueva era
42:33en la que los elementos internos de nuestro cuerpo
42:35serán completamente reparables.
42:39Enfermedades como el cáncer
42:41y la osteoporosis
42:43pasarán a ser un recuerdo del pasado
42:45cuando la nanociencia vaya
42:47proporcionando una protección sin precedentes
42:49casi contra cualquier enfermedad.
42:53Los científicos de la NASA
42:55no dudan en pronosticar para un futuro cercano
42:57la existencia de una pastilla
42:59equipada con instrumentos nanomédicos
43:01máquinas en miniatura
43:03introducidas en el organismo
43:05con la misión de buscar
43:07y destruir enfermedades
43:09en el mundo microscópico de las células.
43:13Las enfermedades podrán prevenirse
43:15antes de que se conviertan en un problema.
43:17Pero esta asombrosa tecnología
43:19no se desarrolla pensando
43:21únicamente en los astronautas
43:23que viajen a Marte.
43:25Está destinada a revolucionar
43:27la vida en la Tierra.
43:29Detesto permanecer sentada
43:31tres horas en una sala de espera
43:33para recibir mis 10 minutos de atención médica.
43:35Preferiría poder ingerir
43:37algo que permaneciera
43:39constantemente en el interior de mi organismo
43:41entrando y saliendo de mis células
43:43detectando cualquier cambio
43:45en su interior y comunicándomelo
43:47de algún modo.
43:49Disfrutaría de una atención médica
43:51de primera calidad 24 horas al día.
43:53Hemos crecido con la idea
43:55de que la medicina puede inmunizarnos
43:57contra algunas enfermedades
43:59durante ciertos periodos de tiempo
44:01o incluso de por vida.
44:03Pero todo esto está a punto de cambiar.
44:05En el futuro recibiremos
44:07miles de millones de dispositivos médicos
44:09a escala nanométrica.
44:11Los nanomédicos estarán
44:13noche y día cuidando de nuestro cuerpo.
44:17La protección médica está a punto
44:19de cambiar para siempre.
44:23Dentro de 50 años
44:25entraremos en la consulta del médico.
44:27Tomaremos una pastilla
44:29o nos pondrán una única inyección.
44:31Nos escanearán con un dispositivo
44:33no invasivo similar a una radiografía
44:35y el médico nos dirá
44:37veo que hay pruebas que indican
44:39que va a padecer una enfermedad.
44:41Mediante un destello de luz
44:43activará la terapia previamente
44:45introducida en nuestro organismo.
44:47Entonces podremos marcharnos a casa
44:49y mediante un escáner colocado
44:51en nuestra muñeca sabremos
44:53si el tratamiento activado en la consulta funciona.
44:55Hacia el año 2020
44:57el mundo será un lugar
44:59muy diferente.
45:01Los cambios más radicales sólo serán
45:03visibles bajo un microscopio superpotente.
45:07Casi todos los científicos
45:09aceptan que la ingeniería genética
45:11tiene posibilidades reales
45:13de poner fin a las enfermedades.
45:15Algunos van aún más allá.
45:17La nanociencia podría ser
45:19la respuesta a la eterna juventud.
45:21El proceso natural del envejecimiento
45:23de nuestro cuerpo podría detenerse.
45:27Podremos disfrutar de una vida
45:29más larga y saludable.
45:31La nanomedicina nos ayudará a mejorar nuestra salud
45:33y dentro de unas pocas décadas
45:35el envejecimiento será tratable.
45:41La nanomedicina
45:43está haciendo promesas que a muchos
45:45les resultan poco creíbles.
45:47Algunos afirman que incluso servirá
45:49para cambiar nuestra apariencia física.
45:51Muchas posibilidades
45:53maravillosas están por venir
45:55pero tendrán que pasar años
45:57probablemente décadas
45:59antes de que desarrollemos esa tecnología.
46:01Cambiará el mundo
46:03que nos rodea y su impacto
46:05será tan grande o aún mayor
46:07que el de la revolución industrial.
46:11Tras la revolución industrial
46:13vivimos la era espacial.
46:15Ahora nos disponemos
46:17a entrar en la era de la nanotecnología.
46:21Es cierto que el uso de la nanotecnología
46:23a confines médicos
46:25suena a ciencia ficción,
46:27algo que vemos solo en las películas.
46:29Pero bueno,
46:31vuelvan a hablar conmigo de aquí
46:33a cinco o diez años.
46:35Cosas que ahora no podemos hacer
46:37somos capaces de hacerlas seis meses después.
46:39Y la tecnología de la que ahora no disponemos
46:41estará en un año en las tiendas.
46:43Estoy convencido
46:45de que la nanomedicina nos permitirá
46:47emprender ese viaje alucinante
46:49con el que todos hemos soñado.
46:53La exploración científica
46:55del espacio interior permitirá
46:57a la NASA continuar la exploración
46:59del espacio exterior.
47:01Cuando los astronautas
47:03regresen a la Tierra,
47:05tras sus tres años de misión a Marte,
47:07gozarán de buena salud.
47:09Su misión habrá constituido
47:11un viaje alucinante hecho posible
47:13gracias a la ciencia
47:15y a los nanorobots,
47:17que muy pronto cambiarán
47:19el mundo que hoy conocemos.