CHEMISTRY: MYSTERY # 10/ MISTERIO No.10

Can We Continously Monitor Our Own Chemistry?

Increasingly, chemists do not want to just make molecules but also to communicate with them: to make chemistry an information technology that will interface with anything from living cells to conventional computers and fiber-optic telecommunications. In part, it is an old idea: biosensors in which chemical reactions are used to report on concentrations of glucose in the blood date back to the 1960s, although only recently has their use for monitoring diabetes been cheap, portable and widespread. Chemical sensing could have countless applications—to detect contaminants in food and water at very low

concentrations, for instance, or to monitor pollutants and trace gases present in the atmosphere. Faster, cheaper, more sensitive and more ubiquitous chemical sensing would yield progress in all of those areas.

It is in biomedicine, though, that new kinds of chemical sensors would have the most dramatic potential. For instance, some of the products of cancer genes circulate in the bloodstream long before the condition becomes apparent to regular clinical tests. Detecting these chemicals early might make prognoses more timely and accurate. Rapid genomic profiling would enable drug regimens to be tailored to individual patients, thereby reducing risks of side effects and allowing some medicines to be used that today are hampered by their dangers to a genetic minority.

Some chemists foresee continuous, unobtrusive monitoring of all manner of biochemical markers of health and disease, perhaps providing real-time information to surgeons during operations or to automated systems for delivering remedial drug treatments. This futuristic vision depends on developing chemical methods for selectively sensing particular substances and signaling about them even when the targets occur in only very low concentrations.

Podemos Monitorear Continuamente Nuestra Propia Química?

Cada vez más, los químicos no sólo quieren hacer moléculas, sino también comunicarse con ellas: hacer de la química una tecnología de la información que se conectará con cualquier cosa desde células vivas hasta computadoras convencionales y de telecomunicaciones de fibra óptica. En parte, se trata de una idea vieja: biosensores en las que reacciones químicas son usadas para reportar las concentraciones de glucosa en sangre que se remontan a la década de 1960, sin embargo, esto solo ha tenido uso para monitoreo de la diabetes de forma barata, portátil y muy extendida. Los sensores químicos podrían tener aplicaciones para detectar un sinnúmero de contaminantes en los alimentos y el agua a muy bajas concentraciones, por ejemplo, o para controlar los contaminantes y trazas de gases presentes en la atmósfera. Una más rápida, más barata, más sensible y más ubicua detección química daría progresos en todas estas áreas.

Es en la biomedicina, sin embargo, que nuevos tipos de sensores químicos tendría el potencial más dramático. Por ejemplo, algunos de los productos de los genes del cáncer circulan en la sangre mucho antes de que la condición sea evidente para las pruebas clínicas regulares. La detección de estas sustancias químicas a tiempo puede hacer un pronóstico más oportuno y preciso. Un perfil genómico rápido permitiría a cada paciente adaptarse a regímenes de medicamentos, lo que reduce los riesgos de efectos secundarios y permitiría el uso de algunos medicamentos que hoy en día que se ven obstaculizados por sus peligros para una minoría genética.

Algunos químicos prevén el monitoreo continuo y discreto de toda clase de marcadores bioquímicos de la salud y la enfermedad, tal vez proporcionar información en tiempo real a los cirujanos durante las operaciones o sistemas automatizados para la entrega de tratamientos de recuperación de drogas. Esta visión futurista depende del desarrollo de métodos químicos para la detección selectiva de determinadas sustancias y señalización sobre ellas, incluso cuando los objetivos sólo se producen en concentraciones muy bajas.