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ciclo de
conferencias y debates en
ciencias 
monografía
FUNDACIÓN RAMÓN ARECES
SPRINGER NATURE
12.ª edición
SENSORES 
BIOMIMÉTICOS
Su uso y potencial en Medicina
BIOMIMETIC SENSORS
Their use and potential in Medicine
ciclo de
12.a edición
conferencias y debates en
ciencias
monografía
FUNDACIÓN RAMÓN ARECES
SPRINGER NATURE
Madrid, 6 de febrero de 2020
FUNDACIÓN RAMÓN ARECES
Vitruvio, 5 • 28006 Madrid
SENSORES BIOMIMÉTICOS
Su uso y potencial en medicina
BIOMIMETIC SENSORS
Their use and potential in medicine
© Fundación Ramón Areces 
Vitruvio, 5 - 28006 Madrid (España) 
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Impreso en España – Printed in Spain
3
SENSORES BIOMIMÉTICOS 
Su uso y potencial en medicina 
presentación
Federico Mayor Zaragoza __________________________________________________________________ 7
Soledad Santos __________________________________________________________________________ 8
introducción
Erika Pastrana __________________________________________________________________________ 9
conferencias
Nuevos materiales y dispositivos de interacción cerebral
Prof. George Malliaras ___________________________________________________________________ 15
Creando un nuevo paradigma para tratar enfermedades neurológicas: 
terapia cerebral personalizada 
Ana Maiques __________________________________________________________________________ 21
Sensores basados en el microbioma cutáneo 
Dr. Marc Güell Cargol ___________________________________________________________________ 27
Sensores microbioelectrónicos ingeribles para el seguimiento y diagnóstico de enfermedades
Dra. Rabia Tugce Yazicigil ________________________________________________________________ 33
debate
Prof. George Malliaras, Ana Maiques, Dr. Marc Güell, Dra. Rabia Tugce Yazicigil _________________________ 39
BIOMIMETIC SENSORS 
Their use and potential in medicine 
presentation
Federico Mayor Zaragoza _________________________________________________________________ 47
Soledad Santos _________________________________________________________________________ 48
introduction
Erika Pastrana _________________________________________________________________________ 49
lectures
New materials and devices for interfacing with the brain 
Prof. George Malliaras ___________________________________________________________________ 55
Creating a new paradigm for treating neurological diseases: personalized brain therapy
Ana Maiques __________________________________________________________________________ 61
Sensors based on the skin microbiome
Dr. Marc Güell Cargol ___________________________________________________________________ 67
Ingestible microbioelectronic sensors for disease monitoring and diagnosis
Dr. Rabia Tugce Yazicigil __________________________________________________________________ 73
Debate
Prof. George Malliaras, Ana Maiques, Dr. Marc Güell, Dra. Rabia Tugce Yazicigil __________________________ 79
ÍNDICE
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Federico Mayor Zaragoza
Presidente del Consejo Científico 
de la Fundación Ramón Areces, Madrid
Soledad Santos
Directora Editorial de España y Portugal, 
Springer Healthcare, a Springer Nature Business 
7
Me complace acompañar a Soledad Santos, que hablará de las líneas generales de esta edición del ciclo de confe­rencias y debates. Es la decimosegunda ocasión en la que contamos con la colaboración de Springer Nature para realizar esta actividad, siendo un placer recibirles en la Fundación Ramón Areces. 
En esta 12.ª conferencia hemos reunido a expertos en ingeniería, biomedicina y bioética para discutir las novedades en 
el desarrollo de dispositivos biomiméticos avanzados, incluyendo dispositivos capaces de monitorizar fluidos humanos 
a través de la piel (sudor, saliva o lágrimas) o que pueden ser ingeridos, así como para conocer su aplicación para moni­
torizar y tratar enfermedades.
Durante estos años de colaboración con Springer Nature hemos tratado diversos temas. Primero fueron las pruebas gené­
ticas: la era de los genomas personales. Después se abordó la revolución nanotecnológica, seguida de la medicina perso­
nalizada, un tema que se enlaza con el contenido de la presente edición. Posteriormente se trataron las enfermedades 
autoinmunitarias, las enfermedades infecciosas emergentes, la diabetes mellitus tipo 2 y la medicina regenerativa, siendo 
este último aspecto una promesa de futuro. Otro tema discutido en este ciclo de conferencias ha sido el síndrome de Down: 
de los mecanismos moleculares a los ensayos clínicos; y posteriormente se ha debatido sobre las enfermedades neuro­
degenerativas, auténtico reto del siglo xxi, ya que es uno de nuestros grandes problemas derivado de la prolongación de la 
longevidad. Células madre y organoides, junto con inteligencia artificial aplicada a la biomedicina, fueron los predecesores 
del tema que nos ocupa en esta edición. 
Ya hace años pensábamos en la importancia de la aplicación de todos los sistemas informáticos actuales en la bio­
medicina y este año, finalmente, nos centramos en los sensores biomiméticos. Personalmente opino que se trata de uno 
de los temas más interesantes del momento, pues pretendemos acercarnos progresivamente a la personalización del 
abordaje de las alteraciones patológicas. También se busca tener un diálogo directo con aquellos elementos (celulares, 
de conexión, de señalización celular, genéticos o epigenéticos) que pueden orientarnos en la prevención de estas altera­
ciones, o bien, en la aminoración de sus efectos patológicos.
Finalmente, insistimos en la importancia que tienen para nosotros estos ciclos de conferencias, que esperamos se sigan 
organizando en los próximos años. 
Federico Mayor Zaragoza
Presidente del Consejo Científico de la Fundación Ramón Areces, Madrid
Presentación
Las interfaces biomiméticas, como los sensores cutáneos o los que se pueden ingerir, han revolucionado la capacidad 
para monitorizar tejidos humanos de forma mínimamente invasiva y continua, y ofrecen grandes oportunidades para 
avanzar en el conocimiento y tratamiento de muchas enfermedades. 
Hasta ahora, la medicina occidental se ha basado principalmente en estudios de la población enferma (pacientes) moni-
torizados en un ambiente hospitalario. Con el advenimiento de dispositivos electrónicos y materiales capaces de medir 
parámetros fisiológicos de forma continuada y poco invasiva, se abren nuevas oportunidades para entender la salud, 
además de la enfermedad, y para estudiar grupos más amplios y representativos de la población global. Estas herra-
mientas están inspiradas en el funcionamiento de los sistemas biológicos, son capaces de monitorizar los patrones fisio-
lógicos y responder de forma precisa a estímulos bio físicos. Estos dispositivos ofrecen esperanza para muchos pacientes, 
como aquellos que sufren enfermedades neurológicas, y representan una ventana para el avance en el conocimiento de la 
mente y del cuerpo humanos.
En el marco del Ciclo de Conferencias y Debates en Ciencias de la Fundación Ramón Areces, se celebró, el 6 de febrero 
de 2020, una sesión monográfica sobre el uso y potencial que ofrecen los sensores biomiméticos en el ámbito de la medi-
cina. Expertos españoles e internacionales, de referencia a nivel mundial en su ámbito de investigación, participan en este 
foro, aportando sus experiencias y mostrando sus avances e inquietudes.
8
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
Bienvenidos a la duodécima conferencia­debate, fruto de la colaboración entre la Fundación Ramón Areces y el grupo Springer Nature, dedicada a los sensores biomiméticos. Su uso y potencial en medicina.
Para todo el equipo de SpringerNature España es una gran satisfacción continuar un año más nuestra colabo­
ración con la Fundación Ramón Areces. Es un honor contribuir con estas jornadas a la misión de la Fundación 
Ramón Areces de difundir la vanguardia científica en nuestra comunidad científica nacional y también al 
público en general. 
En estos tiempos de noticias falsas y bulos de Internet, existe también un verdadero interés por la ciencia de 
verdad, por la que se cuestiona, se plantea hipótesis y las demuestra mediante el rigor científico de sus experi­
mentos. Desde Springer Nature tenemos el compromiso no solo de difundir los avances científicos más punte­
ros, sino también aquellos que se realizan siguiendo los criterios de integridad científica por todos conocidos. 
El año pasado, bajo el título “Inteligencia artificial: Lo que nos depara el futuro”, los ponentes de estas mismas 
jornadas explicaron cómo la implementación de herramientas de inteligencia artificial en el campo de la medi­
cina y la automatización de muchos procesos planteaban cuestiones éticas sobre qué se puede y se debe hacer 
dentro de este campo. No mucho después, tuvimos el privilegio de escuchar, en este mismo auditorio, al 
 Profesor Rafael Yuste, retándonos a establecer los “neuroderechos”. 
La simbiosis de pasión por la ciencia más puntera y por estar abierto a acercarse continuamente a nuevos retos 
hacen que la relación entre la Fundación Ramón Areces y Springer Nature se perpetúe a lo largo del tiempo. 
Un año más, agradecemos sinceramente a la Fundación Ramón Areces que nos brinde esta estupenda oportu­
nidad de colaborar en la organización de estas conferencias. Agradecemos especialmente al Comité Científico, 
representado en esta mesa por los profesores Federico Mayor Zaragoza y José María Medina, que escogen cada 
año un tema de gran relevancia científica e interés para el público en general; igualmente, al Director General 
de la Fundación, el Sr. Raimundo Pérez­Hernández y Torra, y al Sr. Manuel Azcona, Director de Comuni­
cación, les agradecemos que cada año nos abran las puertas de esta casa para organizar las jornadas. 
Este año, avanzando desde las nociones de inteligencia artificial que descubrimos el año pasado, nos aden­
tramos en el campo de la biomimética. Desde la antigüedad, el ser humano se ha fijado en las soluciones de 
la naturaleza para desarrollar técnicas y dispositivos que le permitan progresar. En las últimas décadas, la 
biomimética ha diseñado nuevos materiales y tecnologías con aplicaciones tanto en la ingeniería de tejidos y 
la medicina regenerativa, como en la administración de medicamentos y la nanomedicina. 
De la mano de los ponentes, nos adentramos en el mundo de los dispositivos de interacción cerebral, capaces 
de registrar la actividad de una sola neurona, y también sabremos algo más sobre cómo aplicar estos adelan­
tos en el desarrollo de terapias cerebrales individualizadas innovadoras. En un giro de tuerca aún más apa­
sionante, también se profundiza en cómo utilizar bacterias para detectar cambios en la piel o cómo evaluar 
el tracto intestinal a través de un dispositivo ingerible que incorpora sensores bacterianos. En las manos de 
 nuestros ponentes, las bacterias han pasado de ser nuestros enemigos a ser nuestros aliados. Quisiera agra­
decer a George, Ana, Marc y Rabia su disposición para participar en estas conferencias; es para nosotros un 
honor contar con ellos. 
Por último, nuestro agradecimiento a Erika Pastrana, directora editorial de las revistas Nature, por la modera­
ción de este evento; gracias por acercarnos cada año la mejor ciencia, así como por el entusiasmo y dedicación 
en compartirlo. 
Soledad Santos
Directora Editorial España y Portugal, Springer Healthcare, 
a Springer Nature Business
 
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Erika Pastrana
Directora Editorial, Nature Journals, Applied and 
Chemistry, Nature Research. Nueva York, EE.UU.
 
Erika es licenciada en Bioquímica y Biología Molecu-
lar por la Universidad Autónoma de Madrid y obtuvo 
su doctorado en la misma Universidad, de la mano 
del Dr. Javier Díaz-Nido, investigando los mecanis-
mos celulares y moleculares responsables de promo-
ver la regeneración de axones dañados en el sistema 
nervioso central de los mamíferos. Posteriormente 
se trasladó a Nueva York, donde realizó estudios 
posdoctorales en la Universidad de Columbia, en el 
Laboratorio de la Dra. Fiona Doetsch, donde estudió 
la forma en la que se crean nuevas neuronas y se 
 incorporan a los circuitos de ciertas áreas del cere-
bro de los mamíferos adultos. 
Se unió a la revista Nature Methods en 2010 como 
Editora responsable de Neurociencias y en 2014 se 
trasladó a Nature Communications como Editora jefe 
de la sección de Neurociencias.
En la actualidad, Erika es la Directora Editorial de 
las revistas Nature en el área de las ciencias aplica-
das y químicas, como Nature Biotechnology, Nature 
Methods y Nature Chemistry, entre otras.
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Introducción
Los sensores biomiméticos: 
¿qué son? ¿por qué vamos a hablar de ellos? 
Los sensores biomiméticos son una manera de medir 
registros específicos en medicina de los parámetros fisio­
lógicos de un paciente, tales como la extracción de sangre 
o una endoscopia, determinando así el estado de salud o 
enfermedad y estableciendo un tratamiento. Sin embargo, 
los sensores biomiméticos también prometen convivir 
con nosotros en el día a día. Pensando en factores como 
el sudor, la glucosa excre tada a través de la piel, el sistema 
gastrointestinal o el cerebro, se pretende diseñar maneras 
en las que podamos medir esos marcadores y diferenciar la 
enfermedad de la salud de modo no invasivo. 
Por definición, estos sensores son poco invasivos o no inva­
sivos y se integran en el cuerpo, conviviendo con nosotros, 
a la vez que permiten monitorizar al paciente a lo largo de 
su vida. Ese es el reto. 
¿Por qué los estamos presentando ahora? 
¿Por qué creemos que son muy prometedores? 
El desarrollo de la electrónica en los últimos años ha sido 
extraordinario, permitiendo una gran capacidad de minia­
turización y de comunicación inalámbrica, lo que ha facili­
tado que esos sensores sean capaces de comunicarse con el 
exterior. Por otro lado, hemos asistido al desarrollo de mate­
riales que permiten actualmente a los microelectrodos, por 
ejemplo, ser flexibles, intercalarse o superponerse en la piel 
y ser wearables; es decir, son elementos que se pueden poner y 
llevar con uno mismo a todas partes sin ser una molestia. 
Algunos de los ejemplos que se exponen en estas conferen­
cias son bastante impresionantes todavía, y pueden parecer 
ciencia ficción; sin embargo, la promesa de estas tecnolo­
gías está ya muy cerca de los pacientes y de todos nosotros. 
Así lo pone de manifiesto el excelente plantel de ponentes 
participantes en esta jornada, los cuales forman un grupo 
que se complementa, haciendo posible que este tema tan 
diverso sea abordado desde diferentes perspectivas. 
George Malliaras es profesor de tecnología en la División 
de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Cambridge. En 
su conferencia expone algunas de las aportaciones de estas 
tecnologías para el avance del conocimiento del cerebro y del 
tratamiento de enfermedades neurológicas. En particular, 
cuenta con una gran experiencia en dispositivos flexibles 
 desarrollados por su grupo de investigación, recursos 
que se superponen en la superficie del propio cerebro y que 
permiten recibir señales eléctricas de neuronas individuales 
e, incluso, se están desarrollando también como efectores 
de terapias. 
El aspecto más interesante de estas tecnologías llegará 
cuando no solamente permitan la recogida de información 
de los pacientes de manera diaria, sino cuando los sensores 
sean inteligentes respondiendo ante una determinada situa­
ción fisiológica con la aplicación del tratamiento adecuado 
en el momento de la detecciónde la misma. El doctor 
George Malliaras y su equipo han hecho una serie de inte­
resantes avances en este campo. 
Ana Maiques es socia fundadora y directora ejecutiva de 
Neuroelectrics®. Esta empresa española ha desarrollado 
una técnica innovadora para monitorizar y actuar sobre 
la actividad cerebral. Esta tecnología, a diferencia de la 
 desarrollada por el equipo de Malliaras, es completamente 
no invasiva, ya que se superpone encima del cráneo de los 
pacientes. En los últimos años se han cumplido algunas 
de las promesas ofrecidas por este tipo de recursos y se ha 
podido comprobar la capacidad de esta tecnología para 
tratamientos de enfermedades como la epilepsia. 
Una de las facetas más interesantes del campo de la 
bio mimética es que los científicos están usando la ingeniería 
para poner la naturaleza al servicio de la medicina. Uno de 
los ejemplos más impactantes son las bacterias, principal 
campo de especialización de Marc Güell, miembro del 
12
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud de 
la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona. Este experto 
ha trabajado durante un largo período de tiempo en el uso 
de técnicas de ingeniería genética para la modificación de 
células, con métodos como el CRISPR. Marc Güell conoce 
bien el papel que estas tecnologías han adquirido en el 
contexto de la alteración del microbioma y del tratamiento 
de ciertas enfermedades. Sin embargo, en esta conferencia 
se centra fundamentalmente en la aplicación de esas bacte­
rias modificadas por medio de técnicas de bioingeniería 
para la detección de señales en la piel. Esto implica el uso 
de bacterias que residen en nuestra piel como sensores de 
metabolitos y marcadores fisiológicos que se pueden 
detectar por vía cutánea. 
Rabia Tugce Yazicigil es profesora adjunta del Departa­
mento de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Univer­
sidad de Boston, con una amplia experiencia también en el 
ámbito de la ingeniería en bacterias. La Dra. Yazicigil trabaja 
con investigadores del Massachusetts Institute of Technology 
(MIT), con los que está desarrollando de manera conjunta 
cápsulas inteligentes.
El objetivo es que en unos años no sea necesario tomar un 
fármaco concreto cuando se prescriba un tratamiento, sino 
que se espera que estas cápsulas se integren en el cuerpo, 
siendo capaces de detectar los valores fisiológicos del 
biomarcador en seguimiento y entonces actuar, adminis­
trando el medicamento de manera inteligente y personali­
zada, en el momento adecuado y a la dosis precisa. 
El grupo de investigadores de Yazicigil ha realizado 
progresos muy importantes en el ámbito de la bioelectró­
nica, haciendo posible la transformación de esas cápsulas 
en detectores que procesen información, especialmente 
cuando existe inflamación del sistema gastrointestinal. Tras 
exitosas experiencias en modelos animales, actualmente se 
están desarrollando nuevas versiones de estas tecnologías 
para la realización de pruebas en humanos.
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Nuevos materiales y dispositivos 
de interacción cerebral 
Prof. George Malliaras 
Profesor de Tecnología Prince Philip. División de Ingeniería Eléctrica. 
Universidad de Cambridge, Reino Unido
Creando un nuevo paradigma para tratar enfermedades 
neurológicas: terapia cerebral personalizada 
Ana Maiques
Socia Fundadora y Directora Ejecutiva. Neuroelectrics®. 
Barcelona, España y Massachusetts, EE.UU.
Sensores basados en el microbioma cutáneo 
Dr. Marc Güell Cargol 
Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud. 
Universitat Pompeu Fabra. Barcelona, España
Sensores microbioelectrónicos ingeribles 
para el seguimiento y diagnóstico de enfermedades
Dra. Rabia Tugce Yazicigil 
Profesora adjunta. Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática. 
Universidad de Boston. Boston, EE.UU.
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Nuevos materiales y dispositivos 
de interacción cerebral 
Prof. George Malliaras
Profesor de Tecnología Prince Philip. División de Ingeniería Eléctrica. 
Universidad de Cambridge, Reino Unido
Prof. George Malliaras
L os nuevos materiales que muestran una conducti­vidad electrónica/iónica mixta permiten medir con alta fidelidad. 
Además, se están desarrollando transistores capaces de 
 aumentar aún más estas pequeñas señales, que permiten 
 detectar la actividad neuronal de manera más eficaz.
El contexto en el que nos movemos es la bioelectrónica, que 
es la interfaz entre la electrónica (la tecnología creada por el 
ser humano más desarrollada) y su interacción con los seres 
humanos. Nuestro propósito es conseguir un entendimien­
to más profundo de la biología fundamental de los sistemas 
humanos, así como intervenir en estos sistemas si hay tras­
tornos o patologías. 
Un análisis detallado de esta interacción entre la electrónica 
y la biología revela que ambos mundos tienen propiedades 
muy diferentes. La biología consiste en su mayor parte en el 
estudio de los tejidos blandos, mientras que la electrónica 
tradicional se fundamenta en materiales mecánicos rígidos 
y duros. La comunicación en el mundo de la biología, sea a 
nivel celular, tisular u orgánico, es muy compleja, dinámica 
y, a menudo, su comprensión es problemática. Sin embar­
go, en el ámbito de la electrónica, sus componentes (duros 
y estáticos) se comunican entre sí, intercambiando un flujo 
eléctrico, que se entiende de forma cuantitativa. 
Un sistema biológico evoluciona y cambia a lo largo de la 
vida; así, por ejemplo, un niño multiplicará su tamaño en 
pocos años y su cerebro podrá experimentar modificaciones 
importantes a lo largo de toda su vida; por el contrario, las 
piezas que conforman un sistema tecnológico se manten­
drán siempre en el estado en el que salieron de la fábrica. 
La bioelectrónica trata, por lo tanto, de poner en contacto 
estos mundos tan distintos, estableciendo una relación. Esto 
requiere el desarrollo de sistemas electrónicos que se com­
porten de manera muy similar a los tejidos y, por lo tanto, es 
preciso desarrollar componentes electrónicos que sean tan 
flexibles como los tejidos blandos fisiológicos. Pero, además, 
la electrónica también debe aprender “idiomas extranjeros” 
para poder comunicarse y debatir con la biología de una 
manera efectiva. También se requiere que estos aparatos 
electrónicos puedan cambiar su morfología para adaptarse 
y seguir la evolución biológica de los pacientes.
Gracias a estos novedosos electrodos, 
las señales débiles que emanan 
de las neuronas se pueden medir 
individualmente sin penetrar en el cerebro.
16
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
Bioelectrónica y cerebro
Se están llevando a cabo algunas iniciativas en relación con 
esta interacción que establece la bioelectrónica con el cere­
bro, un órgano especialmente complejo y que plantea algu­
nos de los problemas fundamentales de la humanidad. El 
cerebro plantea problemas muy difíciles de resolver, dada la 
existencia de billones de neuronas en él organizadas en redes, 
cuya comunicación es la que guarda la clave para entender 
su funcionamiento. Esto lo tenemos que entender para tratar 
de ayudar a personas con trastornos que afectan a estas redes 
cerebrales, como la enfermedad de Parkinson o la epilepsia, 
y para comprender las implicaciones económicas que conlle­
van este tipo de trastornos, lo que supone un incentivo para 
que la industria se implique en esta área de investigación. 
El poder computacional del cerebro procede de las neuronas 
y, específicamente, de la comunicación que se establece entre 
ellas. Escuchar a una neurona es como tirar una piedra a un 
estanque para tratar de conseguir que se produzcan ondas 
y luego meter un palo para calcular hasta dónde llegan las 
oscilaciones del agua. Esto lo hacemos usando electrodos, 
que situamos cerca de las neuronas, siendo capaces de medir 
las ‘oscilaciones’ de los ionesque, siguiendo con el ejemplo 
anterior, se corresponderían con el agua del estanque. 
Tomando como base este planteamiento, actualmente se 
están probando distintos abordajes en la práctica clínica: 
empleo de electrodos cutáneos para monitorizar el cerebro 
sin atravesar la piel, la electrocorticografía, donde se efectúa 
una craneotomía para exponer una parte del cerebro en la 
que se colocan electrodos. También se está investigando un 
tipo de abordaje con electrodos implantables, que penetran 
más profundamente en el cerebro. Cada tipo de abordaje y 
configuración plantea ventajas e inconvenientes. La tercera 
opción es la más invasiva, pues implica penetrar en el ce­
rebro, pero ofrece el mayor nivel de precisión en términos 
de información y, además, se puede utilizar también para 
administrar tratamientos locales; sin embargo, la primera 
alternativa es la menos invasiva, siendo habitualmente la 
preferible para el paciente.
Estas técnicas y herramientas se utilizan para diagnos­
ticar enfermedades y trastornos, como, por ejemplo, la 
localización de zonas epileptógenas, que es donde se fo­
caliza el origen de las crisis epilépticas. La epilepsia del 
lóbulo temporal es la forma más frecuente de epilepsia 
entre los adultos. 
Aunque en la mayor parte de los casos la epilepsia no es un 
problema muy grave, en determinados pacientes el nivel de 
gravedad de la enfermedad puede ser invalidante; en esta 
situación, y en aquellos casos que muestran farmacorresis­
tencia, el tratamiento de elección actualmente es la resec­
ción quirúrgica. Básicamente, esto consiste en localizar y 
extraer quirúrgicamente la parte cerebral relacionada con 
los ataques epilépticos. Para localizar esa zona se insertan 
electrodos en el cerebro, mientras el paciente debe estar 
hospitalizado hasta que sufra un ataque; una vez este que­
da registrado por el electrodo, se localiza la zona para su 
posterior escisión. 
Recogiendo este reto, estamos desarrollando matrices de 
 microelectrodos ultraadaptables que registran señales 
de una sola neurona sin penetrar en el cerebro; estas matri­
ces se utilizan para mapear el cerebro de los pacientes epi­
lépticos, con resultados muy interesantes. Además, hemos 
desarrollado el primer transistor que registra la actividad 
cerebral, con una relación señal/ruido récord, obteniendo 
resultados mucho más precisos de la actividad cerebral. 
Asimismo, se ha creado un dispositivo que, a través de una 
técnica basada en la electroforesis, previene y detiene las 
convulsiones en un modelo de epilepsia en roedores me­
diante la administración localizada de medicamentos. 
Actualmente estamos fabricando aparatos electrónicos que 
pueden cambiar de forma para ser implantados a través de 
un pequeño agujero en la médula espinal o en el cerebro, 
con un procedimiento mínimamente invasivo, con el obje­
tivo de que posteriormente se desplieguen y puedan cubrir 
un área mayor.
La conductividad mixta conduce a dispositivos novedosos, 
de última generación1. Estamos intentando comunicarnos 
con las neuronas del cerebro y escuchar sus señales, pro­
curando conectar iones que oscilan en el líquido del cere­
bro (el líquido cerebroespinal) con electrones que existen 
en la materia sólida, que sería nuestro electrodo. Para ello 
Los retos principales en el abordaje 
quirúrgico de la epilepsia son la mejora 
del rendimiento de los electrodos y la creación 
de dispositivos que consigan registros 
cerebrales de manera menos invasiva.
17
Nuevos materiales y dispositivos de interacción cerebral | Prof. George Malliaras
 utilizamos materiales que están basados en polímeros, que 
son mullidos y esponjosos, de forma que los iones pueden 
penetrar muy profundamente en la estructura y acoplarse 
con los portadores electrónicos en todo el polímero. Esto 
implica que la comunicación entre ambos portadores au­
mente de forma drástica1.
Hay un fenómeno que se asocia con esta entrada de iones en 
el polímero. Partiendo de la base de que la capacitancia (razón 
entre la magnitud de la carga en cualquiera de los conductores 
y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos) refleja 
el volumen electrónico, se puede conseguir una capacitancia 
de doble capa 100 veces mayor de la que se logra con mate­
riales más sólidos. Esto implica que se pueden construir elec­
trodos muy pequeños con los que poder ‘escuchar’ neuronas 
individuales sin penetrar en el cerebro.
Hemos generado una nueva clase de transistor en la que 
el rendimiento se puede ajustar independientemente de 
la huella del dispositivo, proporcionando pautas para el 
diseño de materiales que conducirán a un transistor de 
última generación de alto rendimiento2. Se ha usado un 
proceso fotolitográfico para integrar el polímero conduc­
tor PEDOT:PSS con parileno C, produciendo conjuntos de 
electrodos altamente adaptables y de solo 4 μm de espesor3. 
Este tipo de tecnología es muy flexible y se adapta a super­
ficies muy blandas. En modelos de ratas se ha confirmado 
que se trata de una matriz de interfaz neuronal escalable, 
biocompatible, ultraadaptable y basada en material orgánico 
(NeuroGrid), que registra tanto potenciales de campo loca­
les como potenciales de acción de neuronas corticales super­
ficiales sin penetrar en la superficie del cerebro. A partir de 
estos hallazgos, se considera que NeuroGrid constituye un 
método eficaz para el registro estable a gran escala de im­
pulsos neuronales en consonancia con la actividad sinápti­
ca de la población local, mejorando la comprensión de los 
procesos neuronales a través de escalas espaciotemporales y 
facilitando potencialmente el diagnóstico y tratamiento de 
algunos trastornos cerebrales4.
Implicaciones clínicas
Tras la evaluación in vivo en ratas, produciendo registros de 
electrocorticografía de alta calidad y capaces de detectar pe­
queños picos en cada electrodo que se corresponden con la 
actividad de neuronas aisladas, se ha validado su empleo en 
humanos. Actualmente se utiliza en varios hospitales para 
hacer un cartografiado de alta precisión del cerebro de los 
pacientes que están siendo operados, ya sea para localizar 
las zonas de epilepsia o para extirparles tumores cerebrales. 
Se dispone en estos momentos de un dispositivo extremada­
mente delgado, 10 veces menos grueso que un pelo humano 
y es, además, muy flexible y muy poco invasivo. 
Aplicando esta tecnología al tratamiento de la epilepsia, y 
gracias a las posibilidades de localizar la zona epileptógena, 
se está llevando a cabo un abordaje innovador en pacientes 
resistentes a los fármacos de elección y que, por diferentes 
motivos, no son tampoco candidatos a cirugía resectiva. En 
estos casos, estamos a favor de implantar un dispositivo en 
la zona epileptógena que va a suministrar cantidades dimi­
nutas de fármaco, deteniendo la convulsión antes siquiera de 
que empiece. Esto es un enfoque interesante, debido a que si 
lo acoplamos con el empleo de sensores seremos capaces de 
administrar un fármaco únicamente cuando y donde se re­
quiera. Asimismo, con esta tecnología se atraviesa la barrera 
hematoencefálica y nos situamos en una zona muy próxima 
a la parte del cerebro que nos interesa. Esto implica que pa­
samos la membrana que protege al cerebro de los fármacos, 
incrementando enormemente el abanico de fármacos que se 
pueden emplear (Figura 1).
En los últimos años se han ideado diferentes métodos para 
liberar fármacos que traspasen la barrera hematoencefálica5. 
Sin embargo, estos procedimientos no funcionan en el caso 
de la epilepsia por muchas razones. Pero hay margen para 
la esperanza y estamos entusiasmados con la colaboración 
con un grupo de investigadores suecos para desarrollar un 
dispositivo específico y eficaz para la epilepsia. 
Partiendo de la idea de que los dispositivos implantables 
ofrecen una alternativa al suministro sistémico de fárma­
cos para el tratamiento de trastornos neurológicos, se ha 
diseñado una bomba de iones microfluídicos (µFIP) que, 
graciasa su capacidad para bombear electroforéticamente 
La principal propiedad de este dispositivo es 
que permite la introducción exclusivamente del 
fármaco de elección en el cerebro, sin aplicar 
ningún disolvente a nivel cerebral, lo que 
implica que puede ser funcional sin aumentar 
la presión en el punto de administración.
18
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
iones a través de una membrana de intercambio iónico, 
solo suministra el fármaco de interés y no el disolvente; 
este suministro seco permite la liberación precisa de fár­
macos en la región del cerebro con un aumento insignifi­
cante de la presión local6.
El dispositivo se caracteriza in vitro por suministrar ácido 
γ­amino butírico a una solución diana, y demuestra un fun­
cionamiento de bajo voltaje, alta capacidad de suministro de 
fármacos y una alta relación on/off. También se ha logrado 
demostrar que el dispositivo es adecuado para el sumi nistro 
cortical in vivo. Con este dispositivo se logra aumentar la 
concentración de la terapia (cantidad de ácido γ­amino 
butírico) en cuatro órdenes de magnitud, aplicando sola­
mente 0,5 voltios en este dispositivo. Las µFIP representan 
un paso significativo hacia el desarrollo de sistemas implan­
tables de administración de fármacos6.
El potencial terapéutico de la sonda μFIP se ha probado 
en un modelo de epilepsia en roedores, comprobando que 
esta puede detectar actividad patológica y luego intervenir 
 directamente en la fuente de las convulsiones para detener 
las crisis epilépticas mediante la liberación de neurotrans­
misores inhibitorios7.
Fundamentalmente, se han comparado tres tipos de 
 situaciones. En el primer caso, el dispositivo se coloca en 
el cerebro del modelo animal, pero no se conecta; cuando 
se induce una convulsión, se aprecia un incremento de la 
actividad en la zona epileptógena, pero la presencia del 
dispositivo en sí no modifica este escenario clínico. En el 
segundo caso se induce una convulsión que se mani fiesta 
claramente y que procura la activación del dispositivo 
 implantado, consiguiéndose de esta forma erradicar casi de 
forma inmediata. En el último experimento, el dispositivo 
está activo desde el inicio, y la convulsión que se induce 
no llega siquiera a manifestarse, no materializándose en el 
registro gráfico. Por tanto, este abor daje puede prevenir e 
interrumpir las convulsiones7.
Futuro prometedor
Con financiación del Engineering and Physical Sciences 
 Research Council (EPSRC), en el Reino Unido, se está llevan­
do a cabo una investigación para la aplicación de este dispo­
sitivo en el ámbito de la quimioterapia. Se pretende ofrecer 
quimioterapia desde dentro del tumor en el caso del glio­
blastoma, un cáncer que frecuentemente es muy resistente al 
OPCIONES PARA EL TRATAMIENTO DE LA EPILEPSIA
Fármacos antiepilépticos
Origen de las 
crisis epilépticas 
• Resistencia al fármaco
• Efectos secundarios
• No es posible siempre • Donde sea necesario
• Cuando sea necesario
Cirugía resectiva Administración
local de fármacos
FIGURA 1
19
Nuevos materiales y dispositivos de interacción cerebral | Prof. George Malliaras
Referencias bibliográficas:
1. Rivnay J, Owens RM, Malliaras GG. The rise of organic bioelectronics. Chem Mater. 2014;26(1):679­85. 
2. Rivnay J, Leleux P, Ferro M, et al. High­performance transistors for bioelectronics through tuning of channel thickness. Sci Adv. 2015;1(4):e1400251.
3. Khodagholy D, Doublet T, Gurfinkel M, et al. Highly conformable conducting polymer electrodes for in vivo recordings. Adv Mater. 2011;23(36):H268­72. 
4. Khodagholy D, Gelinas JN, Thesen T, et al. NeuroGrid: recording action potentials from the surface of the brain. Nat Neurosci. 2015;18(2):310­5. 
5. Woodworth GF, Dunn GP, Nance EA, et al. Emerging insights into barriers to effective brain tumor therapeutics. Front Oncol. 2014;4:126. 
6. Uguz I, Proctor CM, Curto VF, et al. A microfluidic ion pump for in vivo drug delivery. Adv Mater. 2017;29(27). 
7. Proctor CM, Slézia A, Kaszas A, et al. Electrophoretic drug delivery for seizure control. Sci Adv. 2018;4(8):eaau1291. 
8. Shepherd RF, Ilievski F, Choi W, et al. Multigait soft robot. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108:20400­3. 
9. Proctor C, Curto V, Woodington B, et al. unpublished. 
tratamiento convencional, e impide el paso al cerebro de los 
fármacos quimioterápicos. 
Como otra línea de investigación de presente y futuro se en­
cuentran algunos dispositivos que cambian de forma y que 
ayudan a hacer que las cirugías sean menos invasivas, espe­
cialmente en las complejas (craneotomías o intervenciones 
en la médula espinal para la colocación de estimuladores).
Se han diseñado implantes expandibles que imitan estos 
efectos, inspirándose en una clase pionera de robot loco­
motor (soft robotics)8, con sistemas que utilizan fluidos o 
aire para procurar movimiento. Expertos en bioelectrónica 
han trabajado conjuntamente con expertos en micro fluidos 
introduciendo estruc turas en los electrodos en las que se 
puede aplicar presión para que se expandan en diversas con­
figuraciones. 
Está pendiente la publicación de un trabajo en el que se evi­
dencia el potencial de esta tecnología en el manejo del dolor 
neuropático9. Tras insertar enrollado un minúsculo elec­
trodo en la médula espinal, con una sencilla punción lum­
bar, y la aplicación de un fluido que permite desenrollarlo, 
se favorece el adormecimiento del dolor. También se puede 
insertar en el cerebro, y expandirse en segundos para abar­
car una cierta distancia.
» La electrónica implantable es una tecnología muy prometedora para el entendimiento del cerebro y sus 
patologías.
» Los microelectrodos de polímero pueden medir las neuronas individualmente sin penetrar en el cerebro, 
algo que ya se está empleando en la práctica clínica.
» Los dispositivos electroforéticos pueden liberar el fármaco dentro del cerebro de una forma ‘seca’, sin el 
disolvente, con una excelente resolución espaciotemporal. Solo se ha probado en modelos animales, pero 
hay muchas expectativas puestas en su futura aplicación en humanos.
» Utilizando la tecnología de microfluidos es posible conseguir implantes expandibles, lo que permite 
minimizar la invasividad de la cirugía cerebral y de la médula espinal.
CO
N
C
LU
SI
O
N
ES
21
Creando un nuevo paradigma 
para tratar enfermedades neurológicas: 
terapia cerebral personalizada
 
Ana Maiques
Socia Fundadora y Directora Ejecutiva. Neuroelectrics®.
Barcelona, España y Massachusetts, EE.UU.
Ana Maiques
N euroelectrics
® es una compañía creativa y de 
alta tecnología que ofrece recursos tecnológicos 
de estimulación cerebral eléctrica no invasiva 
y de alta definición para neuromodulación personalizada. 
Al medir y modificar la función cerebral, el objetivo es 
restaurar la salud del cerebro, minimizar las discapacidades 
y crear una vida mejor para los pacientes.
Nuestra trayectoria se inició hace más de 15 años, en 
el Observatorio Fabra (Barcelona). Nuestro sueño era 
poder hacer buena ciencia y trasladarla al mercado, y 
hemos comprobado que es posible lograr este objetivo. 
 Neuroelectrics® está actualmente conformado por un 
equipo integrado fundamentalmente por matemáticos y 
físicos. Se empezó analizando y procesando datos de saté­
lites enfocados al ámbito del medioambiente, en un trabajo 
específico realizado para la Agencia Espacial Europea.
Casualmente, un médico nos planteó la posibilidad de 
analizar, como matemáticos, dos electroencefalogramas 
de una persona alcohólica y de un no alcohólico; en defini­
tiva, pretendía hallar posibles diferencias entre las pruebas 
de sendos pacientes sobre la base de un mero trabajo de 
procesamiento y análisis de datos. A partir de ahí, nos 
fascinó el estudio del cerebro y optamos por volcarnos en 
las neurociencias, incorporando nociones de matemáticas 
y de física.
De esta forma comenzó una aventura científica encami­
nada a aportar ayuda a pacientes con epilepsia, Alzheimer,Parkinson, depresión o con trastorno por déficit de aten­
ción e hiperactividad. Para estas personas era necesaria una 
nueva medicina: personalizada, dirigida a regiones o redes 
cerebrales específicas y actualizada de forma dinámica. Y 
es que aproximadamente una de cada cinco personas va a 
desarrollar una enfermedad neurológica, y para algunas de 
ellas aún no disponemos de curación. 
El cerebro es un órgano muy complejo y resulta todavía 
extremadamente complicado disponer de tecnologías 
adecuadas para escrutar y evaluar ciertas regiones cere­
brales. Superar este obstáculo ha sido, y sigue siendo, el 
principal objetivo de Neuroelectrics®. 
22
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
Buscando, y encontrando, soluciones
El cuerpo humano es un sistema bioeléctrico. En concreto, 
el cerebro es una red eléctrica plástica compleja que genera 
constantemente señales eléctricas (sinapsis de comunicación 
entre las neuronas). Actualmente no solo es posible recoger 
estas señalas neuronales en el momento de su activación, 
sino que también se puede influir exógenamente sobre ellas 
por medio de electricidad. 
Esto plantea la posibilidad de abordar el cerebro, y las enfer­
medades que le aquejan, como si fuese un circuito eléc­
trico. Por ello, se ha considerado que si es posible detectar y 
entender cuál es el fallo eléctrico que está tras un desorden 
cerebral, quizás también sea posible interferir sobre él con 
ayuda de la electricidad, modificándolo y curándolo. 
En el caso concreto de la epilepsia, se observa una 
extraordinaria actividad cerebral en determinadas zonas 
del cerebro,  con redes neuronales sobreexcitadas. Por el 
contrario, en la enfermedad de Alzheimer se aprecia un claro 
descenso y enlentecimiento de la actividad cerebral. Se trata, 
por tanto, de patrones de actividad eléctrica cerebral muy 
distintos y que, a la vista de las evidencias actuales, podrían 
modificarse por medio de manipulaciones eléctricas.
En definitiva, muchos trastornos cerebrales tienen un 
circuito eléctrico subyacente disfuncionante, de manera que, 
si es posible identificarlo cabe la posibilidad de proporcionar 
una terapia mejor dirigida (Figura 1).
El equipo de investigación de Neuroelectrics®, partiendo de 
esta hipótesis de trabajo, ha desarrollado un recurso alta­
mente innovador. Se trata de una plataforma capaz de medir, 
optimizar y estimular la función cerebral. Se sustenta en 
“Starstim”, un casco de lectura cerebral y electroestimulación 
personalizada basado en modelos matemáticos y análisis de 
datos (Figura 2).
El gorro cuenta con 32 electrodos, que recogen la acti­
vidad cerebral del usuario (como un electroencefalograma 
[EEG]) y que permiten inyectar corrientes eléctricas en el 
Nuestra misión principal es ofrecer 
terapia cerebral personalizada y ayudar 
a los pacientes que sufren desórdenes 
cerebrales, individualmente y en un momento 
concreto. Tratamos de hacer esto midiendo 
y modificando la función cerebral.
EPILEPSIA ALZHEIMER / DEMENCIA 
FIGURA 1
Actividad 
cerebral normal
Crisis epilépticas: 
subred sobreexcitada
Número de controles (NC)
Enfermedad de Alzheimer (EA)
Demencia vascular (DVa) 
Una actividad 
cerebral más lenta
Frecuencia (Hz) 
DVa
DVa
EA
EA
NC
NC
A
m
pl
itu
d(
μV
) 
23
Creando un nuevo paradigma para tratar enfermedades neurológicas: terapia cerebral personalizada | Ana Maiques
cerebro. Así, con un mismo recurso es posible hacer un 
diagnóstico terapéutico. Este casco es capaz de leer la acti­
vidad cerebral y aplicar corrientes de bajo voltaje para esti­
mularla o inhibirla en función de la dolencia. La diferencia 
respecto a la electroestimulación tradicional no reside en 
el aspecto del gorro, sino en la investigación y el análisis de 
datos que sustenta el sistema. 
La electroestimulación existe desde hace años, pero ahora 
disponemos de un nuevo conocimiento para descifrar las 
señales eléctricas del cerebro. Lo que hacemos es leer el 
cerebro del paciente, personalizar la toma de decisiones en 
base a los datos que recibimos y establecer la correspon­
diente electroestimulación.
Para ello, el equipo de científicos ‘dibuja’ el paso de las 
señales electroencefalográficas por el mapa cerebral, es 
decir, se modela el efecto que tiene una corriente en el 
cerebro. Estos modelos biofísicos se obtienen mediante 
matemáticas, algoritmos y técnicas de machine learning. 
Se efectúan, además, simulaciones en 3D que permiten 
diseñar un plan para combatir con mayor precisión una 
lesión cerebral concreta.
El casco ideado por Neuroelectrics® ejerce la función de 
estimulador de corriente transcraneal multicanal, con un 
EEG y un sistema de grabación de acelerometría, todo inte­
grado en un solo paquete inalámbrico ligero. Aportando 
exógenamente pequeñas dosis de electricidad en el cerebro, 
de forma no invasiva, es posible modificar la capacidad de 
las neuronas para generar ciertos impulsos. 
En el desarrollo de nuestro dispositivo nos han sido de gran 
ayuda los estudios clásicos de Ramón y Cajal y, especial­
mente, resultaron muy útiles sus dibujos de las neuronas 
piramidales, para ayudarnos a decidir la orientación de las 
corrientes eléctricas y obtener los efectos amplificadores 
deseados. 
Ejemplos de éxito
Aplicado a la epilepsia, el empleo continuado y sistemático 
de pequeñas corrientes cerebrales, con la utilización diaria 
del casco de Neuroelectrics®, podría permitir una signi­
ficativa reducción de la excitación neuronal en la parte 
del cerebro afectada, pudiendo prevenirse la aparición de 
las crisis epilépticas.
La epilepsia ha sido la primera enfermedad en la que se 
está  tratando de validar este recurso tecnológico, aunque 
se  está probando clínicamente en otras muchas enfer me­
dades (como la demencia, la enfermedad de Alzheimer o el 
dolor neuropático). 
Se trata de implementar una estrategia personalizada. 
Cuando un paciente con epilepsia acude a su especialista, 
este deberá realizarle un EEG o una resonancia magnética 
para tratar de entender dónde se encuentra su foco del 
trastorno epiléptico; seguidamente, el especialista utilizará 
la plataforma tecnológica de Neuroelectrics® para ‘dibujar 
FIGURA 2
Los tres pilares en los que se sustenta 
el modelo de abordaje planteado por 
Neuroelectrics® son:
1°. La monitorización del cerebro.
2°. La evaluación y la toma de decisiones 
con el empleo de la plataforma 
tecnológica para establecer un abordaje 
personalizado.
3°. La intervención terapéutica.
24
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
y pintar’ qué zonas del cerebro están afectadas y, por tanto, 
sobre las que hay que actuar (dependiendo de la necesidad, 
se excitará o inhibirá la actividad neuronal). 
Partiendo de esas indicaciones, y con la base de la imagen 
por resonancia magnética, se construye un modelo en 3D 
del  cerebro de ese paciente y se calculan los campos eléc­
tricos. A continuación, se procede a estudiar cómo se 
comportan y propagan estos campos dentro del cerebro y 
qué áreas se encuentran afectadas. Finalmente, se efectúa 
una optimización de las señales eléctricas que se van a 
aplicar y se inicia el tratamiento específico para cada caso. 
Aunque Neuroelectrics® se encuentra actualmente traba­
jando en diferentes ámbitos de las neurociencias, es en 
epilepsia, demencia y enfermedad de Alzheimer donde 
se tienen evidencias más avanzadas, aunque también 
destacan trabajos incipientes en el ámbito del cáncer, la 
depresión y el trastorno por déficit de atención e hiper­
actividad (TDAH).
En el caso de la epilepsia, un estudio piloto ha tratado de 
mostrar que con este casco se podría alcanzar hasta una 
reducción del 40% en las crisis después de 10 días de esti­
mulación durante 20 minutos diarios. Con el objetivo 
de mostrar a la Food and Drug Administration (FDA) la 
eficacia de este abordaje, se llevó a cabo un ensayo para 
el que se reclutaron  20 niños con epilepsia refractaria al 
tratamiento convencional (aproximadamenteuno de cada 
tres casos presenta esta resistencia a la terapia conven­
cional). En todos  los casos se pudo localizar el foco del 
trastorno epiléptico y los pacientes no disponían de otra 
alternativa de tratamiento, salvo quirúrgica e invasiva. Tras 
establecer un protocolo de tratamiento personalizado y 
proceder a administrar 20 minutos de estimulación diaria 
durante un total de 10 días, se evaluó la tasa de reducción 
de convulsiones desde el inicio y después de 8 semanas de 
seguimiento. Los resultados alcanzados fueron mejores 
de lo previsto. En concreto, y a pesar de la variabilidad en 
el perfil de las crisis epilépticas de los niños seleccionados 
(niños con una media de tres crisis a la semana y otros con 
más de 80), se logró reducir de manera no invasiva la tasa 
de crisis epilépticas por paciente en un 47%, un porcentaje 
superior al inicialmente propuesto y aceptado por la FDA 
como objetivo a cumplir (40%) (Figura 3). 
Todos los pacientes incluidos en este estudio han 
res pondido, en mayor o menor medida, a este abordaje 
no invasivo, y los pacientes se lo pueden llevar a casa, 
Realmente lo importante es hacer todo esto de 
forma personalizada para cada paciente y para 
cada patología; la solución de estimulación 
debe estar optimizada por paciente y dirigida 
a la región diana del cerebro.
FIGURA 3
Reducción de las crisis 
en un 47% vs. el 40% 
establecido como objetivo 
acordado con la FDA.
Re
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de
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ris
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Paciente: 
Mediana: 47%
FDA: 40%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
90%
67,5%
45%
22,5%
4%
0%
REDUCCIÓN DE LAS CRISIS POR PACIENTE A LAS 8 SEMANAS POSTRATAMIENTO
8%
19% 20%
41% 44% 44% 44%
47% 50%
59% 61%
69%
75% 75%
80%
90%
25
Creando un nuevo paradigma para tratar enfermedades neurológicas: terapia cerebral personalizada | Ana Maiques
con supervisión y bajo control médico, para aplicarse 
las sesiones de estimulación. Sobre la base de estos posi­
tivos resultados, se ha iniciado recientemente un ensayo 
clínico controlado y aleatorizado con 140 pacientes más, 
en el que colaboran, entre otras instituciones, la Facultad 
de Medicina de Harvard y el Boston Children Hospital. Se 
ha previsto la participación de seis hospitales y, si se logra 
reproducir los resultados del estudio inicial, esta sería 
la primera tecnología de electroestimulación no inva­
siva aprobada en los Estados Unidos; y el germen de esta 
tecnología es made in Spain. 
Las estimaciones más optimistas sitúan como posible fecha 
para la aprobación definitiva de esta tecnología por parte de 
la FDA mediados del año 2021, con la indicación de trata­
miento para la epilepsia resistente a fármacos (tanto en 
niños como en adultos). 
Pero también están en marcha otros programas terapéuticos 
prometedores basados en el empleo de esta tecnología, espe­
cialmente en el ámbito del envejecimiento cerebral. Así, por 
ejemplo, se dispone de un programa para mejorar la marcha, 
el equilibrio y la cognición en personas con demencia 
en  estadio inicial. Hasta el momento se ha completado el 
estudio en 40 pacientes y se espera su aprobación en esta 
indicación para el año 2022. 
También está activo un programa de estudio específico para 
revertir los síntomas de la enfermedad de Alzheimer, con el 
objetivo de mejorar las puntuaciones cognitivas en pacientes 
en estadio leve­avanzado. Ya han completado el estudio 
15 personas, y actualmente se está procediendo a la recopi­
lación de datos adicionales. Se estima la aprobación en esta 
indicación para el año 2023. 
En relación con la enfermedad de Alzheimer, Neuro­
electrics® mostró los resultados obtenidos en un grupo 
de 15 pacientes, sometidos a 10 sesiones de neuroestimu­
lación con corriente alterna de una hora de duración cada 
día. Tras analizar la placa de amiloide pre y postratamiento, 
se observa cómo después de las sesiones de estimulación 
eléctrica cerebral, se consigue reducir drásticamente el 
volumen y tamaño de estas placas. Aunque es pronto para 
valorar los resultados, nuestro reto es seguir avanzando.
Finalmente, destaca un tercer programa de estudios que 
se están llevando a cabo por medio de la plataforma de 
Neuroelectrics® con el objetivo de identificar biomar­
cadores tempranos para la enfermedad de Parkinson, 
basados en EEG. Este programa cuenta con el patrocinio 
de la Fundación Michael J. Fox y se está analizando a una 
cohorte de 750 pacientes.
Más que un negocio
Los prometedores resultados obtenidos hasta el momento 
con esta tecnología abren no solo múltiples indicaciones 
de futuro, sino también enormes posibilidades comerciales. 
Sin embargo, no queremos que los pacientes se compren 
nuestro casco de neuroestimulación, no queremos venderles 
el dispositivo a los usuarios; nuestra idea es que se realice 
una especie de pago por mes (como si fuese un fármaco). 
El procedimiento diseñado es el siguiente:
1. Abordaje inicial en la clínica (con EEG).
2. Diseño de estrategia personalizado.
3. Primeras sesiones terapéuticas.
4. Tratamiento domiciliario.
5. Con monitorización cerebral, seguimiento continuo 
y revisión de las dosis de las corrientes.
Neuroelectrics®, con su experimentado y cualificado 
equipo de profesionales, ha logrado que estos dispositivos, 
además de estar actualmente en fase de estudio clínico en 
diferentes enfermedades, se estén empleando activamente 
en centros de investigación y centros hospitalarios de refe­
rencia mundial, estando presentes en un total de 45 países. 
Varias compañías están adquiriendo tecnologías de inter­
faces neuronales para diferentes funcionalidades, como 
controlar telepáticamente una máquina, prescindir de los 
dedos para escribir un texto en un ordenador o interactuar. 
Este tipo de tecnología que nosotros estamos 
utilizando en el campo de la medicina, se está 
empleando también en otros ámbitos.
26
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
» El modelo de electroestimulación no invasiva se basa en tres pasos: 1) la monitorización del cerebro; 
2) la evaluación y toma de decisiones, con el empleo de la plataforma tecnológica desarrollada, para esta-
blecer un abordaje personalizado, y 3) la intervención terapéutica con seguimiento.
» Con la identificación de la disfunción del circuito eléctrico que se halla bajo muchos trastornos cerebrales 
se proporcionará una terapia mejor dirigida.
» La generalización de este tipo de tecnologías va a modificar la forma clásica de interactuar de los humanos; 
ya no va a ser una comunicación simplemente verbal o sensorial, sino que va a estar basada en la actividad 
cerebral. 
» Se plantean algunos conflictos bioéticos que debemos ser capaces de resolver en los próximos años: 
¿Quién tendrá acceso a ellas? ¿Es posible potenciar la inteligencia de ciertos humanos? ¿Será una 
 herramienta de discriminación social? ¿Cómo afecta a la identidad y privacidad personales?
CO
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27
Sensores basados en el microbioma cutáneo 
 
Dr. Marc Güell Cargol
Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud.
Universitat Pompeu Fabra. Barcelona, España
Dr. Marc Güell Cargol
E l grupo de investigación de Marc Güell se ha dedicado principalmente a la edición génica utili­zando la herramienta CRISPR/Cas9, aunque en los 
últimos años ha iniciado una nueva línea de investigación 
para modificar genéticamente las bacterias del microbioma 
con el objetivo de detectar cambios en el tejido cutáneo.
Aprovechando la abundancia de la bacteria Cutibacte-
rium acnes (C. acnes) en la piel humana y su asociación 
con  las glándulas sebáceas, nuestro grupo está modi­
ficando los genes de cepas de estas bacterias para utilizarlas 
como sensores de anomalía para, por ejemplo, detectar los 
cambios en la radiación que recibe la piel o en sus niveles 
de hormonas. Su objetivo es modificar estas bacterias 
para que, no solo actúen como sensores, sino que también 
puedan modular cambios en la secreción sebácea o en el 
sistema inmunitario.
Partiendo de mi conocimiento y experienciaen biología 
sintética aplicada, y utilizando la ingeniería genética para 
tratar de aportar distintas aplicaciones terapéuticas1­3, 
quiero presentar algunas de las iniciativas que se están 
llevando a cabo en el Departamento de Ciencias Expe­
rimentales y de la Salud de la Universitat Pompeu Fabra 
y en el Barcelona Biomedical Research Park. En nuestro 
laboratorio de Barcelona hemos establecido dos grandes 
líneas de  investigación: por un lado, tratamos de desa­
rrollar nuevas herramientas para crear terapias génicas 
más seguras (edición del genoma de mamíferos y terapia 
génica); y, por otro, creamos nuevas tecnologías para 
implementar funcionalidades en el microbioma de la piel 
(ingeniería de microbiomas de piel humana). 
Extraordinaria evolución
En los últimos años, las tecnologías de genómica de próxima 
generación han impulsado la investigación sobre el micro­
bioma humano. Se ha producido una auténtica revolución 
tecnológica en el ámbito de la lectura del ADN (con extraor­
dinarios progresos y un considerable abaratamiento en las 
técnicas de secuenciación), así como en la escritura y edición 
de genomas, con el desarrollo y optimización de técnicas tales 
como el CRISPR. Todo ello ha impulsado enormemente el 
ámbito de la investigación en ingeniería de biosistemas.
Se trata de aplicar conocimientos 
de ingeniería de la biología para crear nuevos 
sistemas que permitan una modificación más 
eficiente y segura del genoma y metagenoma 
humano, y acelerar así la evolución de 
los sistemas sintéticos para crear nuevas 
funciones biológicas.
28
SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
Estos avances han permitido mejorar el conocimiento del 
microbioma humano, así como plantear innovadoras inter­
venciones sobre él. Actualmente se sabe que las bacterias 
son la plataforma de biología sintética más avanzada, y 
ofrecen la posibilidad de idear terapias seguras y sofisticadas. 
En los últimos años se han acumulado infinidad de estudios 
centrados en el análisis de los distintos microorganismos 
que se localizan de manera normal en diferentes partes del 
cuerpo humano y se han puesto en marcha iniciativas tan 
ambiciosas como el proyecto “Microbioma Humano” del 
 National Institute of Health (NIH) en Estados Unidos. 
Millones de bacterias habitan en las distintas mucosas del 
ser humano (boca, piel, nariz o sistema digestivo). Más 
de 10.000 cepas de bacterias diferentes colonizan el cuerpo 
humano. Trillones de células microbianas y partículas 
virales integran el microbioma, cada una representando 
elementos modificables de un intrincado ecosistema bioac­
tivo. La importancia del microbioma humano en su relación 
con la biología humana ha progresado a través de técnicas 
dependientes de cultivo y, más recientemente, con técnicas 
moleculares (por ejemplo, la secuenciación genética y el 
análisis metabólico)4.
Conociendo mejor el microbioma
En el caso del aparato digestivo, por ejemplo, se sabe 
que las bacterias realizan tareas que van desde regular el 
sistema inmunitario o influir en el desarrollo del epitelio 
del sistema digestivo hasta proteger frente a patógenos, 
intervenir en los procesos de disbiosis o modular la seña­
lización neurológica5. Y a nivel de la piel, estas bacterias 
ejercen funciones tales como mediar en la inmunidad 
cutánea, en el pH de la piel y en la composición lipídica, 
o intervenir en procesos de desequilibrio microbiano de 
la microbiota normal implicados en la aparición de tras­
tornos cutáneos (acné, dermatitis, rosácea, psoriasis)6.
Las interacciones entre los microbios de la piel y el 
huésped dependen en gran medida del contexto, incluido 
el estado de activación inmunitario, la predisposición 
genética del huésped, el estado de la barrera, la localiza­
ción del microbio y las interacciones microbio­microbio, 
todo ello tiene con secuencias en el diálogo que existe 
entre la salud y la enfermedad6.
Uno de los primeros éxitos alcanzados en la bioingeniería de 
microbiomas son los trasplantes fecales como tratamiento 
para hacer frente a las infecciones por Clostridium difficile. 
Diferentes estudios7­9, en los que se han ido probando 
distintas formas y vías de administración (cápsulas orales, 
enemas, infusiones duodenales), han confirmado que la 
transferencia de material fecal de donantes sanos a pacientes 
con infecciones por Clostridium difficile (con o sin enfer­
medad  del intestino irritable) era capaz de aumentar la 
diver sidad microbiana y restablecer la normalidad en el 
microbioma, siendo esta una estrategia segura, eficaz (con 
tasas de éxito próximas al 90%) y coste­efectiva en compara­
ción con el empleo continuado o recurrente de antibióticos.
En la literatura médica son centenares los ejemplos que 
ponen en evidencia las implicaciones del microbioma en el 
desarrollo de las enfermedades. Por ejemplo, Sharon y cols.10 
sobre la microbiota intestinal en ratones. Por su parte, 
 Scheiman y cols.11, han identificado un microbio que mejora 
el rendimiento de los atletas de élite y que funciona a través 
del metabolismo del lactato producido por los músculos. 
Nuevas oportunidades
Las tecnologías de escritura pueden usarse para editar 
 nuestros genomas, pero también el de los microbios que 
viven con nosotros. 
No somos individuos, sino ecosistemas que contienen 
millones de microbios. Estos microorganismos coexisten con 
nosotros y realizan funciones metabólicas e inmunes esen­
ciales. Cada uno con su propio genoma.
Se trata de la modificación de estos genomas para desem­
peñar funcionalidades sintéticas avanzadas (por ejemplo, 
para complementar mutaciones del genoma humano). 
El microbioma humano tiene un papel clave 
en la salud y en numerosas enfermedades. 
Es muy importante en el ser humano, puesto 
que las bacterias desempeñan funciones 
biológicas trascendentales.
La piel es un ecosistema complejo y dinámico 
que está habitado por bacterias, arqueas, 
hongos y virus. Estos microbios que conforman 
la microbiota de la piel son esenciales para 
la fisiología y la inmunidad cutánea.
29
Sensores basados en el microbioma cutáneo | Dr. Marc Güell Cargol
Las estrategias actuales para manipular el microbioma humano 
incluyen la ingeniería de bacterias para producir moléculas 
terapéuticas, constituir consorcios naturales o artificiales para 
modular el huésped y aplicar antimicrobianos selectivos12. Los 
desafíos en la creación de terapias de microbioma incluyen la 
ingeniería de terapias microbianas que estén bien adaptadas 
a entornos específicos en el cuerpo o capaces de lograr una 
colonización estable, descubriendo  o  construyendo biosen­
sores clínicamente relevantes, diseñando circuitos genéticos 
sintéticos robustos y efectivos que puedan funcionar in vivo 
y estableciendo marcos regulatorios para tener en cuenta las 
preocupaciones de seguridad y biocontención, además de la 
eficacia terapéutica12.
El ejemplo de Cutibacterium acnes
En la empresa S­Biomedic se consideró la posibilidad de 
utilizar bacterias vivas para modificar el microbioma de  la 
piel, un hábitat donde conviven miles de millones de bacterias 
beneficiosas y dañinas. Un desequilibrio de estas  bacte­
rias  puede conducir a diversas afecciones de la piel (acné, 
eccema, rosácea y envejecimiento cutáneo). 
Cutibacterium acnes (C. acnes) es una bacteria natural, que 
cuenta con cepas muy seguras y probióticas, vive dentro de los 
folículos de la piel, y se considera el guardián del microbioma 
facial. Sus cepas constituyen hasta el 90% de la población que 
habita en la piel facial de cada persona. Se instala profunda­
mente en la piel y al alcance de las células vivas de la misma. 
Todo esto la convierte en una poderosa herramienta tera­
péutica; y, además, se mantiene en la piel sin emigrar a 
otras zonas del cuerpo. Esta bacteria secreta un fuerte anti­
oxidante que protege la piel de la influencia dañina de los 
radicales o de la radiación ultravioleta que influyen en la 
producción de sebo.
El principiode actuación que se ha seguido es relativa­
mente sencillo: el desplazamiento de cepas patógenas en 
vivo con una solución seleccionada de cepas probióticas 
beneficiosas.
Un estudio de B. Paetzold y cols.13 ha confirmado que el 
empleo de mezclas de diferentes componentes microbianos de 
la piel permite modular temporalmente la composición de las 
bacterias receptoras de la piel con fines terapéuticos o cosmé­
ticos. Se evaluó si este procedimiento había producido un 
efecto duradero en el microbioma del receptor (fenómeno 
de engraftment), observando que esta modificación indu­
cida en el microbioma del receptor se mantenía en el tiempo 
(hasta  2­3 semanas después de la aplicación). Además, se 
confirmaba que algunas de estas formulaciones complejas 
de bacterias naturales lograban modular la composición del 
microbioma y recuperar la homeostasis de la piel.
En estas investigaciones se ha observado que, después 
de las aplicaciones, el microbioma del receptor se vuelve 
más similar al del donante. El nivel de éxito depende de la 
composición de los microbiomas de ambos y de la carga 
bacteriana aplicada. Así, se aprecian mejores resultados con 
una solución de donante multicepas en un receptor con piel 
rica en un subtipo específico de C. acnes con características 
positivas aisladas de individuos sanos. Después de algunas 
semanas, el microbioma de la piel volvió al estado normal y 
no se detectaron efectos adversos. 
Una vez demostrada la capacidad de engraftment de estas 
formulaciones de bacterias naturales, se ha tratado de 
confirmar su capacidad para reducir el componente infla­
matorio que subsiste en estas enfermedades. 
En el estudio piloto abierto de Karoglan y cols.14 se evaluó 
la seguridad y eficacia de cepas seleccionadas de C. acnes, 
aplicadas de forma tópica, durante 5 semanas, en pacientes 
con acné vulgar, para determinar la posible modulación 
de microbiomas en la piel propensa al acné con la aplica­
ción de cepas que no causan acné. El estudio se estruc­
turó en dos fases, inducción activa y fase de tratamiento 
intervencionista con cepas seleccionadas  de C. acnés, y 
verificó que:
• La composición del microbioma de la piel de los recep­
tores se desplaza hacia el microbioma de las formula­
ciones seleccionadas. 
A partir de una tecnología basada en la 
modulación dirigida, se seleccionan y combinan 
bacterias beneficiosas para generar productos 
que reequilibran un microbioma enfermo, 
restaurando el estado saludable en la piel.
Con este método de engraftment se logra 
reducir el recuento bacteriano de cepas 
patógenas y se abre la posibilidad al desarrollo 
de soluciones probióticas que ayuden a la piel 
humana a revertir el microbioma enfermo13.
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SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
• No se producen eventos adversos relevantes. 
• Se reducen significativamente las lesiones no inflamadas 
y del pH de la piel.
• Se produce una mejoría clínica y una reducción del 
número de protuberancias causadas por el acné (come­
dones), sin deterioro en las lesiones inflamatorias.
Cutibacterium acnes tiene un excelente perfil de seguridad. 
Las soluciones probióticas basadas en C. acnes se ‘engan­
chan’ bien a la piel y perduran en el tiempo, dependiendo 
este efecto de la dosis empleada, de las cepas aplicadas y del 
dermatotipo del huésped.
¿Se puede ir más allá?
En el ámbito de la bioingeniería, no solo es factible actuar 
sobre las enfermedades aplicando en el organismo una selec­
ción de bacterias naturales, sino que actualmente también 
es posible añadir circuitos genéticos para afrontar retos más 
sofisticados, como facilitar la administración de una terapia 
específica o ‘escuchar’ al huésped.
Una innovadora empresa norteamericana, Synlogic, se ha 
especializado en la fabricación de microbios intestinales 
diseñados genéticamente para combatir enfermedades 
genéticas como la fenilcetonuria o los trastornos del ciclo 
de la urea. Han ‘entrenado’ a una bacteria muy abundante 
en el sistema digestivo (Escherichia coli [E. coli]) para que 
adopte diferentes funcionalidades químicas. En concreto, 
han diseñado cepas para convertir el amoniaco en argi­
nina, y han demostrado por el momento que esta E. coli de 
ingeniería genética es capaz de mejorar la hiperamonemia 
y la supervivencia en ratones y muestra una exposición 
dependiente de la dosis en humanos sanos15. También se ha 
logrado desarrollar una terapia sintética bacteriana viva para 
tratar la fenilcetonuria. 
En concreto, la cepa sintética SYNB1618 contiene genes 
insertados cromosómicamente que codifican fenilalanina P 
(PheP), y la convierten en fenilpiruvato16. Similares expe­
riencias se han realizado en el ámbito del microbioma de 
la piel. Asimismo, se dispone de evidencias positivas con la 
utilización de bacterias de ácido láctico transformadas para 
la aceleración de los procesos de curación de heridas17. Este 
efecto se logra transformando la bacteria Lactobacilli. 
Disponemos de una plataforma tecnológica basada en 
C. acnes que ha demostrado tener un alto perfil de seguridad 
y unos elevados niveles de engraftment. Además, se han 
desarrollado varias herramientas genéticas para comple­
mentar a las bacterias con distintas funcionalidades, dando 
lugar a diferentes métodos para la administración y libera­
ción precisa de las bacterias genéticamente modificadas.
Actualmente, se trabaja en la evaluación del resultado que se 
obtiene con múltiples factores biológicos y en situación de 
enfermedad (biosensing, moduladores de la inmunidad, del 
sebo, de la regeneración, etc.) (Figura 1).
FIGURA 1
Cutibacterium acnes Múltiples factores biológicos
• Alto perfil de seguridad
 Varias decenas de pacientes y voluntarios sanos 
tratados
• Altos niveles de engraftment
• Renovación en las semanas
• Las bacterias más abundantes en los folículos pilosos
• Biosensing
• Moduladores de inmunidad, sebo y regeneración
1
En
gr
af
tm
en
t
1,0
Métodos desarrollados 
para la administración 
precisa de genes
Biota natural Despliegue 
terapéutico
Ingeniería genética
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
2 3 4 5 8
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Sensores basados en el microbioma cutáneo | Dr. Marc Güell Cargol
Se han tenido que desarrollar herramientas adecuadas para 
incrustar en la piel las bacterias modificadas genéticamente, ya 
sea mediante plásmidos o mediante su inserción en el genoma 
(que es una técnica más segura). El proceso se sustenta en tres 
pilares: un input, el procesado de información y un output. 
Las bacterias son sistemas bioquímicamente muy complejos; 
al no poder moverse tienen la capacidad de desarro­
llar múltiples capacidades, pueden ‘escuchar y ver’ inputs 
externos, como la radiación, la exposición a la luz o los 
conta minantes. Pero también poseen una enorme capacidad 
para vigilar inputs internos del organismo, atendiendo a la 
modulación inmunitaria o a la acción de las hormonas. 
Esto abre muchas posibilidades de actuación, ya que esta 
tecnología cuenta con un sistema que captura trozos de 
ácido nucleico que hay en una célula y los almacena en el 
genoma. 
» Se está consolidando una caja de herramientas para hacer una eficiente ingeniería del microbioma de 
la piel y desarrollando dispositivos con funcionalidades útiles, incluidos dentro de un programa de diseño 
y generación de sensores o de un programa terapéutico. 
» Ya se ha logrado que bacterias modificadas genéticamente permanezcan en la piel de sujetos sanos y se 
incorporen al microbioma ya existente. 
» El objetivo es que esta metodología pueda usarse para estudiar y modificar los componentes microbianos 
de la piel y tenga amplias implicaciones para futuras terapias e investigaciones en el microbioma de la piel 
y enfermedades asociadas.
CO
N
C
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SI
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Sensores microbioelectrónicos ingeribles para 
el seguimiento y diagnóstico de enfermedades 
Dra. Rabia Tugce Yazicigil
Profesora adjunta. Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática. 
Universidad de Boston. Boston, EE.UU.
Dra. Rabia Tugce Yazicigil
L os dispositivos electrónicos ingeribles son un avance tecnológico muy prometedor para el diag­nóstico y el tratamiento de muchas enfermedades 
gastrointestinales. Las mejoras en el diseño microelectrónico 
de potencia ultrabaja han permitido que se pueda evaluar el 
tracto gastrointestinal a través de imágenes y medir niveles 
de gases, temperatura y pH. 
La Dra. Rabia Tugce Yazicigi trabaja en uno de los grupos 
de investigación más avanzados del mundo. En colabora­
ción con expertos del Massachusetts Institute of Technology 
y de la Universidad de Boston, hemos desarrollado una 
cápsula microelectrónica ingerible capaz de detectar y medir 
biomarcadores en el tracto gastrointestinal para establecer 
un tratamiento temprano. 
El origen de este recurso parte del objetivo de cumplir 
una necesidad no satisfecha y del creciente interés por 
la monitorización de la salud por medio de dispositivos 
conectados inalámbricos. En los últimos años se han 
multiplicado estas tecnologías ponibles (wearables) desti­
nadas a detectar parámetros fisiológicos en el cuerpo de 
una manera continua. Estos aparatos se usan diariamente 
para el seguimiento del estado físico y la monitorización 
de señales vitales. También hacen mediciones indirectas de 
marcadores fisiológicos usando un transductor de gran 
capacidad, o efectúan mediciones eléctricas para estimar la 
actividad cerebral (electrocardiograma). 
Un cambio de paradigma
La mayoría de las mediciones bioquímicas proporcionan 
información muy detallada sobre la salud, y gracias a ellas 
es posible localizar marcadores para detectar precozmente 
la presencia de una enfermedad renal, hepática o cardiaca, 
una infección, enfermedad de Crohn u otros trastornos. 
Sin embargo, la mayor parte de estas pruebas bioquímicas 
se han creado a nivel de laboratorio o para uso domici­
liario (como las pruebas de embarazo), y muchas de ellas 
se llevan a cabo en intervalos de muestreo muy largos. 
Además, muchas de estas pruebas no tienen una parte elec­
trónica involucrada (zero electronics). 
La capacidad de los dispositivos electrónicos 
ingeribles para registrar, procesar y transmitir 
información de manera eficiente e inalámbrica 
los convierte en una excelente opción para 
la monitorización no invasiva y continua de 
enfermedades gastrointestinales.
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SENSORES BIOMIMÉTICOS. Su uso y potencial en medicina
Este déficit en las pruebas bioquímicas convencionales 
contrasta con el hecho de que hoy día ya es posible recoger 
mucha información de este tipo de manera continua; 
además, esto ahorraría costes y molestias. Se propuso 
diseñar un dispositivo que monitorizara de manera cons­
tante algunos de estos marcadores bioquímicos, evitando ir 
al doctor y sin que esto implicase que el paciente estuviera 
desinformado y, además, haciéndolo de una manera conec­
tada. Sin embargo, se precisaba una interfaz que permitiese 
interactuar con el organismo, con algún fluido corporal, 
para su monitorización continua.
Para lograrlo se necesitaba un dispositivo ingerible o 
implantable, que pudiese beneficiarse considerablemente 
de las aportaciones de la electrónica. La electrónica permite 
trasladar información desde dentro hacia fuera del cuerpo, 
aunque en realidad no sirve adecuadamente para medir 
las constantes bioquímicas. De ahí la necesidad de contar 
con una buena interfaz para la captación y transducción de 
señales del dominio químico al eléctrico. 
Mejorando el diagnóstico de la enfermedad 
inflamatoria intestinal 
La construcción de este sistema informático en bacterias 
para el diagnóstico de la enfermedad inflamatoria intes­
tinal (EII) se fundamenta en un aparato ingerible que puede 
registrar, almacenar y seguir la trayectoria de factores infla­
matorios en el tracto gastrointestinal, de forma continua y 
mínimamente invasiva. Puede instalarse en zonas de difícil 
acceso y se amolda a las características de cada paciente, se 
puede personalizar.
Trabajos de Inda y cols.1 han permitido demostrar la eficacia 
y seguridad de los biosensores basados en células vivas, gené­
ticamente modificadas, que se utilizan para detectar analitos 
con alta sensibilidad y especificidad de una manera rentable 
y no invasiva. En sus estudios indican que los sistemas natu­
rales que detectan los biomarcadores de inflamación, como 
el óxido nítrico, el tiosulfato y el tetrationato se han adap­
tado con éxito para estos sensores. 
En el dispositivo microbioelectrónico ingerible ideado por 
nuestro equipo se aplica esta tecnología de diseño genético 
de bacterias intestinales. 
En general, los azúcares, los marcadores bioquímicos, los 
antibióticos, los metales pesados y la sangre son las princi­
pales dianas de los sensores biológicos en desarrollo, dando 
lugar a células bacterianas