Instituto Johns Hopkins de NanoBiotecnología 

El Instituto de NanoBiotecnología (INBT) de la Universidad Johns Hopkins incluye un equipo multidisciplinario excepcionalmente diverso de profesores, investigadores y estudiantes expertos que descubren nuevos conocimientos y crean tecnologías innovadoras en la interfaz de la nanociencia, la ingeniería, la biología y la medicina. Lanzado el 15 de mayo de 2006, INBT tiene como objetivo revolucionar la investigación fomentando un entorno de colaboración entre ingenieros, científicos y médicos para ser pioneros en nuevas formas de resolver algunos de los desafíos más complejos en la atención médica y el medio ambiente. Reúne a expertos de la Escuela de Ingeniería Whiting, la Escuela de Medicina, la Escuela de Salud Pública Bloomberg, el Laboratorio de Física Aplicada y la Escuela de Artes y Ciencias Krieger. Las colaboraciones entre profesores de diferentes orígenes, así como con la industria, ayudan a resolver problemas en medicina, salud y medio ambiente.

La investigación del INBT en nanociencia se centra en las ciencias biológicas y médicas. La nanobiotecnología incluye el desarrollo de herramientas de diagnóstico y terapéuticas para la medicina y proporciona soluciones a nanoescala a problemas de salud humana y medio ambiente. INBT también ofrece una variedad de oportunidades educativas para los estudiantes, incluido un programa de pasantías a nivel de maestría.

Enlaces:

  – Instituto Johns Hopkins de NanoBioTecnología (INBT)

Entrevista:

P: ¿En qué países tiene presencia su organización?

La presencia principal de INBT está en los Estados Unidos.

P: ¿Qué tamaño tiene su organización?

La Universidad Johns Hopkins tiene más de 23.000 empleados. INBT es un centro virtual compuesto por más de 180 profesores afiliados en varios campus de la Universidad Johns Hopkins y el Laboratorio de Física Aplicada. Nuestro director, director asociado y equipo de apoyo administrativo de cinco miembros están ubicados en el campus de Homewood de la Universidad Johns Hopkins.  

P: Proporcione un breve párrafo que describa la historia de su organización.  

INBT se lanzó el 15 de mayo de 2006 con una financiación de $6 millones de la NASA y el Instituto Médico Howard Hughes. El INBT también contó con el apoyo de las facultades de ingeniería, medicina, salud pública y artes y ciencias y está gobernado por un Comité Ejecutivo de ocho miembros con representantes de todas estas entidades.

P: Explique el papel de la nanotecnología en el desarrollo de su organización o departamento.

La nanobiotecnología es el foco central de todos los esfuerzos de investigación, programas educativos, divulgación pública y asociaciones corporativas apoyados por el INBT. La nanobiotecnología es, por su propia naturaleza, multidisciplinaria. En las ciencias biológicas básicas, INBT apoya la investigación que utiliza las herramientas de la nanociencia para avanzar en nuestra comprensión de la dinámica celular y molecular. Uno de los objetivos del instituto es aprovechar la fortaleza de la universidad en ciencia médica y nanobiotecnología para resolver problemas en la interfaz de la biología y la medicina. Por lo tanto, en las ciencias clínicas, INBT apoya la investigación para desarrollar métodos novedosos de diagnóstico y terapéutica que apliquen soluciones a nanoescala a problemas médicos. INBT también promueve investigaciones que fomenten una mejor comprensión del impacto potencial de la nanociencia y la nanobiotecnología en la salud y el medio ambiente.

P: ¿A qué mercados clave atiende?

Debido a que INBT es parte de la Universidad Johns Hopkins, una de las universidades de investigación más respetadas y conocidas del mundo, prestamos servicios a los mercados locales, regionales e internacionales. Apoyamos nuevas investigaciones a través de un programa piloto y financiamos a más de dos docenas de estudiantes predoctorales de diversas disciplinas que realizan investigaciones en nanociencia, biología y medicina. Cada verano, recibimos a estudiantes universitarios de todo el país para un programa de Experiencia de investigación para estudiantes universitarios de 10 semanas, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias. INBT apoya a más de dos docenas de estudiantes predoctorales de departamentos de toda la universidad con becas de nanobiotecnología financiadas por la Fundación Nacional de Ciencias y otras fuentes. Contamos con becarios postdoctorales respaldados por una beca de los Institutos Nacionales de Salud que están realizando investigaciones en nanotecnología para la medicina contra el cáncer.

Llegamos a personas fuera de la universidad a través de nuestro completo sitio web con bases de datos con capacidad de búsqueda para investigaciones docentes, un depósito de herramientas de nanociencia, una base de datos de cursos relacionados con la nanobiotecnología y oportunidades de financiación. Publicamos noticias sobre las actividades de INBT y el trabajo de los profesores afiliados en un boletín informativo NanoBio bimensual y en varios medios de comunicación, tanto dentro como fuera del campus.   

P: ¿Cómo ha impactado la nanotecnología en los productos o servicios que ofrece?

El auge de la nanotecnología ha permitido nuevos proyectos de investigación colaborativos y en equipo, y ha revitalizado nuestro plan de estudios de Ingeniería. La nanotecnología se ha integrado con muchas de nuestras actividades de investigación, currículo e intereses docentes.    

P: ¿Su organización ha hecho alguna contribución significativa a la nanotecnología? 

Algunos ejemplos de investigaciones importantes originadas en laboratorios universitarios afiliados al INBT incluyen:

• Jeff Wang, profesor de ingeniería mecánica, ha desarrollado un método que utiliza puntos cuánticos para detectar modificaciones químicas encontradas en la estructura del ADN. Reconocer estas modificaciones podría resultar un método de detección temprana de genes que codifican proteínas cancerosas.
• Jeff Bulte, profesor de radiología de la Facultad de Medicina, está comercializando una terapia prometedora para la diabetes tipo 1. El proyecto tiene como objetivo desarrollar microcápsulas que contengan islotes humanos, el grupo de células productoras de insulina en el páncreas, que formarán parte de una terapia celular para la diabetes tipo 1.
• Investigadores del laboratorio de David Gracias, profesor de Ingeniería Química y Biomolecular y miembro del IEEE, han inventado dispositivos del tamaño de partículas de polvo que pueden agarrar y eliminar células vivas de lugares de difícil acceso sin necesidad de cables eléctricos, tubos o baterías. En cambio, los dispositivos están controlados por calor o señales bioquímicas.
• Sean Sun, profesor asistente de ingeniería mecánica, ha desarrollado un método que utiliza imanes para medir las fuerzas de rotación de una sola molécula involucradas en el bobinado y desenrollado de las fibras de ADN dentro del cromosoma. Comprender estas fuerzas podría ayudar a los científicos a predecir la regulación genética y proporcionar información importante sobre objetivos moleculares para el desarrollo de fármacos que combatan enfermedades.
• Peter Searson, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales, y Denis Wirtz, profesor de Ingeniería Química y Biomolecular, han inventado un método que podría usarse para ayudar a descubrir cómo las células cancerosas se liberan del tejido vecino, un "escape" que puede propagar el enfermedad a otras partes del cuerpo.  

P: ¿Hacia dónde cree que se dirigirán las aplicaciones de la nanotecnología en el futuro?  

La nanociencia está surgiendo como una tecnología habilitadora en las ciencias biológicas básicas, así como en la medicina clínica. En las ciencias biológicas, la nanociencia ha dado lugar a nuevas herramientas y técnicas que han conducido a avances en la comprensión de la función y la señalización celular. Ejemplos de nuevas técnicas incluyen imágenes tridimensionales en tiempo real en células vivas; imágenes de una sola molécula; nuevos ensayos bioanalíticos, como microarrays y dispositivos de microfluidos; y nuevos biosensores, como los anticuerpos cuánticos etiquetados con puntos. En la medicina clínica, la nanociencia está empezando a tener impacto en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Durante la próxima década, la investigación en la interfaz entre la nanociencia y la medicina probablemente contribuirá a avances significativos en nuestra comprensión de la biología celular y las enfermedades a nivel molecular y, por lo tanto, proporcionará una hoja de ruta para nuevas estrategias diagnósticas y terapéuticas que podrían revolucionar la atención médica y la medicina.      

P: ¿Qué consejo le daría a alguien que quisiera trabajar en su organización dentro de 3 a 5 años?  

Alguien interesado en estudiar nanobiotecnología o realizar investigaciones en nanociencia debe tomar los cursos más avanzados en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas disponibles. Además, trabajar o ser voluntario en un laboratorio que realice investigaciones en biología, química, física o cualquier disciplina de ingeniería ayudará a desarrollar las habilidades necesarias para convertirse en un buen investigador. Los estudiantes aceptados en los programas de INBT en la Universidad Johns Hopkins, ya sea para pregrado o posgrado, tienen excelentes promedios de calificaciones, experiencia de laboratorio, están enfocados en realizar investigaciones en un entorno académico y toman la iniciativa de hacer preguntas a mentores y profesores o buscar ayuda de la literatura cuando necesitan más información.

P: ¿Cómo incorpora su organización la nanotecnología a la formación?   

Para ser un investigador exitoso en la interfaz entre la nanociencia y la medicina, los futuros líderes deben estar capacitados a través de las fronteras disciplinarias tradicionales y estar familiarizados con los avances en nanociencia y comprender los problemas científicos y clínicos en biología y medicina. Este es un desafío importante porque la mayoría de las universidades están configuradas para una formación disciplinaria altamente especializada y apenas están comenzando a desarrollar estrategias para la formación interdisciplinaria. En Johns Hopkins creemos que una base disciplinaria sólida es crucial, especialmente en campos interdisciplinarios que evolucionan tan rápidamente. Por lo tanto, INBT ha creado programas de capacitación predoctorales y posdoctorales que construyen una comunidad de investigadores a través de fronteras disciplinarias tradicionales, brindando conferencias, seminarios y talleres especializados en nanociencia y biología. Los cursos dentro de las disciplinas se imparten al más alto nivel. Para garantizar que la investigación sea de la más alta calidad, los estudiantes cuentan con dos co-asesores, uno en ciencias físicas/ingeniería y otro en ciencias biológicas/medicina.

P: ¿Qué industria cree que se ha visto más afectada por la nanotecnología hasta ahora? ¿Por qué?

La nanociencia aplicada a la biología y la medicina está en su infancia. Por lo tanto, los avances científicos apenas comienzan a explotarse para aplicaciones comerciales. Las aplicaciones actuales se limitan en gran medida a nuevas herramientas y técnicas que se utilizan en la ciencia básica.

P: ¿Qué industria cree que tiene el mayor potencial futuro para verse afectada por la nanotecnología? ¿Por qué?  

La interfaz entre la nanociencia y la medicina se perfila como una de las próximas grandes fronteras científicas. Existe una amplia gama de sectores de mercado interesados en la nanobiotecnología, entre los que se incluyen productos farmacéuticos, dispositivos médicos, instrumentación médica, proveedores de materiales, productos químicos, sensores, seguridad nacional y microelectrónica.