DEBILIDADES Y DESAFIOS TECNOLOGICOS DEL SECTOR PRODUCTIVO NEUROCIENCIAS

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1 DEBILIDADES Y DESAFIOS TECNOLOGICOS DEL SECTOR PRODUCTIVO NEUROCIENCIAS Mendoza

2 INDICE Perfil sectorial Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico Cuadro resumen e imágenes del sector Fuentes consultadas 1

3 Perfil sectorial Se denomina Neurociencias a las disciplinas que se ocupan de todo aquello relacionado con el Sistema Nervioso Central y Periférico (Cerebro, Nervios Motores y Sensitivos, Vías sensoriales, etc.). Abarcan básicamente, la Neurología, la Neurocirugía y la Psiquiatría, así como las diferentes ramas de cada una de ellas (Neurofisiología, Neuropsicología, Microcirugía, etc.). La neurociencia estudia la estructura y la función química, farmacología, y patología del sistema nervioso, y de cómo los diferentes elementos del sistema nervioso interactúan y dan origen a la conducta. El estudio biológico del cerebro es un área multidisciplinar que abarca muchos niveles de estudio, desde el puramente molecular hasta el específicamente conductual y cognitivo, pasando por el nivel celular (neuronas individuales), los ensambles y redes pequeñas de neuronas (como las columnas corticales) y los ensambles grandes (como los propios de la percepción visual) incluyendo sistemas como la corteza cerebral o el cerebelo, y por supuesto, el nivel más alto del sistema nervioso. La neurociencia explora campos tan diversos como: los mecanismos biológicos responsables del aprendizaje el control genético del desarrollo neuronal desde la concepción la operación de redes neuronales la estructura y funcionamiento de redes complejas involucradas en la memoria, la percepción, y el habla la estructura y funcionamiento de la conciencia Contexto internacional A nivel mundial, las neurociencias tuvieron un período de auge durante la década del 90 motivado por una iniciativa, patrocinada por la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos y el Instituto Nacional de Salud Mental del mismo país, llamada Década del Cerebro. Fue presentada públicamente el 17 de julio de 1990 por el entonces presidente de los Estados Unidos de Norteamérica George Bush, y alcanzó rápidamente la primera plana en el medio académico internacional. El tema central de la resolución era el fortalecimiento de una toma de conciencia general sobre los beneficios del estudio científico del cerebro. 2

4 Perfil sectorial Dicha iniciativa estuvo motivada por cuatro puntos principales: El incremento de casos de enfermedades cerebrales y mentales de tipo degenerativo, traumático y congénitas Los avances tecnológicos en microscópica y neuroimagenología Los avances conceptuales en la comprensión de algunos procesos patológicos así como en el desarrollo de algunas ciencias básicas, por ejemplo, la genética o la bioquímica Avances en disciplinas intermedias como la biología molecular o la genética molecular Los líderes mundiales en el desarrollo de conocimientos y la aplicación de tratamientos neurocientíficos varía de acuerdo con el tipo de especialidad. Se erigen como países que se encuentran a la vanguardia: Estados Unidos, Alemania, Japón y Francia. En Latinoamérica, los principales polos de desarrollo neurocientífico se hallan en San Pablo (Brasil), Bogotá (Colombia), y el Distrito Federal (México). El sector en la Argentina A pesar de una tradición en neuroquímica y neurofarmacología, y un creciente desarrollo en neurobiología, las neurociencias en Argentina no cuentan con un nivel de desarrollo e incorporación de tecnología que le permita posicionarse en un primer nivel en Latinoamérica. El principal polo de desarrollo, tanto en investigación, como en diagnósticos y tratamientos se encuentra en la provincia de Buenos Aires. Los prestadores más relevantes de servicios neurológicos son, en el sector público, el Hospital Garrahan, y en el sector privado, la Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia (Hospital Fleni), ambos ubicados en la Capital Federal. El FLENI fue fundado en Recibe consultas desde lugares tan diversos como Jamaica, Costa Rica, Estados Unidos, Europa Oriental y Rusia. Desde hace un año el Fleni habilitó un predio de 30 hectáreas en Escobar dedicado a la rehabilitación neurológica, de los cuales el 11% de los pacientes atendidos en Escobar fueron pacientes extranjeros. 3

5 Perfil sectorial Estructura de la cadena productiva Al igual que en el resto de las ciencias médicas, pueden identificarse dos etapas: investigación y prestación de servicios médicos. La primera incluye la investigación básica y la investigación aplicada, por su parte la segunda, abarca el diagnóstico y el tratamiento Por el lado de la investigación, en Mendoza se erigen como las dos fuentes de recursos humanos y desarrollos tecnológicos del sector, la Universidad Nacional de Cuyo, a través del Departamento de Neurociencias de la Facultad de Ciencias Médicas y la Fundación Escuela de Medicina Nuclear (FUESMEN). En cuanto a los prestadores de servicios asociados a las neurociencias, los mismos se encuentran altamente atomizados (médicos que atienden en consultorios privados). El Hospital Notti (público), uno de los más importantes de la provincia, se encuentra saturado por las intervenciones de atención primaria de la salud, viéndose en la obligación de efectuar derivaciones asociadas al sector (de carácter complejo) hacia otras provincias. Asimismo, se evidencia una importante desconexión entre los actores del sector. 4

6 Esquema de la cadena productiva Principales actividades Etapa Sector Básica Producir conocimiento y teorías Investigación Aplicada Resolver problemas prácticos Identificación y definición del problema Definición de hipótesis y variables Diseño del plan de investigación Prueba de confiabilidad de datos Realización de experimento Tratamiento de datos Consulta Diagnóstico Mapeo funcional cerebral (tomografía, PET, Resonancia magnética) Prestación Médica Tratamiento Cirugía Rehabilitación Formación de RR.HH. Centros de investigación 5

7 Perfil sectorial Oportunidades de mejora y nuevos mercados La provincia de Mendoza cuenta con el potencial para el desarrollo del sector, explicado fundamentalmente por dos factores. Por un lado, la capacidad de generación de recursos humanos en neurociencias dentro de la provincia. Por el otro, la presencia de sectores, como el de electrónica y metalmecánica, que pueden acoplarse en el desarrollo de una estrategia de fabricación de equipos y software. A modo de ejemplo, equipos de electroencefalografía, que actualmente son importados, podrían producirse dentro de la provincia. Para ello, es imprescindible trabajar en la vinculación de los actores de la cadena. Por otra parte, resulta imprescindible fijar una estrategia de diferenciación. Para ello, y de acuerdo con la opinión de especialistas, Mendoza presenta ventajas comparativas en prevención, diagnóstico y rehabilitación. Finalmente, no se debe dejar de mencionar el crecimiento en los últimos años del denominado turismo médico en la provincia. Las intervenciones en Mendoza son relativamente más baratas que en otros países, principalmente Chile, generando una demanda de servicios que estimula el crecimiento del sector. 6

8 Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico 1 Ausencia de trazadores para el diagnóstico de determinadas enfermedades neurológicas 2 3 Tecnología de diagnóstico obsoleta Ausencia de un centro de investigación de biotecnología neurológica limita los niveles de prevención y atención de enfermedades asociadas a las Neurociencias 7

9 Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico 1 Ausencia de trazadores para el diagnóstico de determinadas enfermedades neurológicas Descripción del problema Los trazadores consisten en sustancias que son introducidas en un sistema con el objetivo de estudiar la evolución temporal y/o espacial de determinado proceso físico, químico, biológico o industrial, a partir de su detección o medición. En neurología, permiten determinar si un paciente presenta un diagnóstico de una u otra enfermedad. Cada enfermedad requiere encontrar su trazador asociado. A través de ellos se busca evaluar dos tipos de fenómenos: la tasa de consumo de glucosa celular, con Fluordesoxiglucosa (FDG) marcada con F-18, y el grado de perfusión tisular regional el Amoníaco marcado con N-13 o el agua marcada con O-15. Si bien existen varios trazadores para aplicación en enfermedades neurológicas, muchas de ellas carecen de los mismos, encontrándose entre las prioridades, el desarrollo de trazadores para identificar Parkinson en la provincia de Mendoza. Posibles soluciones Apoyar el estudio de trazadores para enfermedades neurológicas. La institución que se especializa en este tipo de estudios es la FUESMEN (Fundación Escuela Medicina Nuclear) Impacto esperado Ampliar la oferta de servicios médicos en la provincia de Mendoza 8

10 Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico 2 Tecnología de diagnóstico obsoleta Descripción del problema Existen básicamente dos métodos de diagnóstico Anatómico: consiste en técnicas de neuroimagen morfológica (fotos). No muestran signos específicos de estas enfermedades y su papel consiste en descartar lesiones tratables como causa de las manifestaciones clínicas u otra enfermedad neurológica coexistente. Funcional: detectan el funcionamiento cerebral. Para ello se utilizan técnicas de medicina nuclear, como PET (Tomógrafo por emisión de positrones) y SPECT (Tomografía computadorizada por emisión de fotón único), que constituyen un método muy valioso en el estudio de la neuroquímica cerebral, ya que pueden proporcionar imágenes de la distribución de los diferentes neurorreceptores y cuantificarlos "in vivo". Con respecto a los métodos de diagnóstico anatómico, los equipos de resonancia magnética utilizados tienen una resolución de 1,5 teslas cuando en el mercado existen de hasta 8. En cuanto a los métodos de diagnóstico funcionales, en Mendoza se instaló a principios de los años 90 en FUESMEN (Fundación Escuela de Medicina Nuclear) el primer tomógrafo por emisión de positrones (PET) del Hemisferio Sud. La cámara PET consiste básicamente en unos anillos de detectores colocados alrededor del paciente, una electrónica y un sistema informático. El número de anillos es variable, entre 4 y 16. Cada uno de estos anillos lleva una serie de detectores. Mediante la utilización de un sistema informático se registran, almacenan, reconstruyen y visualizan las imágenes. Debido a la necesidad de manejar un número de datos muy numeroso se precisan ordenadores muy potentes. Mediante la PET es posible visualizar la ruta metabólica que sigue una determinada molécula tras su incorporación al organismo, generalmente mediante administración intravenosa, mediante la utilización de trazadores. En neurología se utiliza para detectar demencias, como el Alzheimer, permite el diagnóstico etiológico meses antes de que puedan detectarse cambios estructurales (atrofia), También se utiliza para el estudio de las Epilepsias, y Compromisos neuronales en ACV (Accidentes Cerebro Vasculares). Asimismo supera a SPECT ya que PET tiene mayor resolución, fundamentalmente de estructuras profundas, y puede cuantificar el consumo de glucosa regional cerebral. Si bien la provincia se encuentra mejor posicionado que otras en este sentido, la resolución del PET, comparando con el avance de dicha tecnología en el mercado, no es lo suficientemente alta. 9

11 Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico 2 Tecnología de diagnóstico obsoleta Tampoco existen en la provincia equipos de resonancia magnética funcional. Los mismos combinan aspectos de diagnóstico funcional y anatómico, brindando un diagnostico preciso. Posibles soluciones Incorporar al sistema de salud un equipo más moderno de mapeo funcional cerebral (PET) Incorporar equipos de resonancia magnética funcional Reemplazar los equipos de resonancia magnética con resolución de 1,5 testas por otros de mayor resolución Impacto esperado Mejorar la precisión del diagnóstico Incrementar indicadores de prevención Ahorro de gasto en salud a través de intervenciones costo-efectivas 10

12 Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico 3 Ausencia de un centro de investigación de biotecnología neurológica limita los niveles de prevención y atención de enfermedades asociadas a las Neurociencias Descripción del problema En los últimos años, la Neurociencia se ha visto beneficiada por la aplicación de una gran cantidad de avances biotecnológicos. Se puede definir la biotecnología como toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. El desarrollo de la biotecnología aplicada a las neurociencias ha permitido manejar con mayor facilidad y seguridad diversas patologías, algunas de ellas consideradas casi imposibles de tratar con éxito hasta hace poco tiempo atrás, especialmente en el campo de la Neurología Clínica y Quirúrgica. Concomitantemente, la Neurotecnología y la Neuroinformática se están desarrollando a pasos acelerados en el resto del mundo. Es por ello que contar con un centro de investigación en Biotecnología Neurológica permitiría a la provincia de Mendoza ser partícipe activa de estos avances de la Neurociencia, pudiendo ser pionera en la investigación preclínica y clínica en estas áreas. Posibles soluciones Constituir un laboratorio de Biotecnología Neurológica (BTN). Se encontraría conformado como un equipo multidisciplinario para la evaluación, diagnóstico, prevención, tratamiento y rehabilitación integral de la patología del Sistema Nervioso Impacto esperado Incrementar los niveles de prevención y atención de enfermedades del sistema nervioso Creación de conocimientos neurocientíficos propios 11

13 Cuadro resumen Debilidad Posibles soluciones Impacto esperado Tipo de debilidad 1 Ausencia de trazadores para el diagnóstico de determinadas enfermedades neurológicas Apoyar el estudio de trazadores para enfermedades neurológicas. La institución que se especializa en este tipo de estudios es la FUESMEN (Fundación Escuela Medicina Nuclear) Ampliar la oferta de servicios médicos en la provincia de Mendoza Investigación y Desarrollo de Productos (I+D) 2 Tecnología de diagnóstico obsoleta Incorporar al sistema de salud un equipo más moderno de mapeo funcional cerebral (PET) Incorporar equipos de resonancia magnética funcional Reemplazar los equipos de resonancia magnética con resolución de 1,5 testas por otros de mayor resolución Mejorar la precisión del diagnóstico Incrementar indicadores de prevención Ahorro de gasto en salud a través de intervenciones costoefectivas Modernización Tecnológica 3 Ausencia de un centro de investigación de biotecnología neurológica limita los niveles de prevención y atención de enfermedades asociadas a las Neurociencias Constituir un laboratorio de Biotecnología Neurológica (BTN). Impacto esperado Incrementar los niveles de prevención y atención de enfermedades asociadas con las Neurociencias Incrementar los niveles de prevención y atención de Modernización Tecnológica Creación de conocimientos neurocientíficos propios 12

14 Imágenes del sector Imagen de una neurona Prolongaciones de una neurona 13

15 Imágenes del sector Tomógrafo computado. La Tomografía Computada (TC) es una técnica radiológica no invasiva, que al igual que la radiología convencional obtiene información midiendo los coeficientes de atenuación de los rayos X al pasar a través de los tejidos. En base a dichos parámetros numéricos se construye la imagen digital que se transforma en imagen analógica o anatómica, transportándola a una escala de tonos de grises. Imagen obtenida con un tomógrafo computado 14

16 Imágenes del sector Tomógrafo PET. Se utiliza para la evaluación de un fenómeno metabólico mediante la utilización de trazadores El tomógrafo PET consta de la unidad de exploración (llamada genéricamente "gantry") que contiene varios anillos de fotodetectores, en cuyo interior se introduce la camilla del enfermo que avanza progresivamente par realizar el estudio de una zona determinada o de todo el organismo Fuente: FUESMEN Una de las aplicaciones de los estudios PET consiste en detectar las demencias y las enfermedades degenerativas cerebrales a partir de la elevada tasa de metabolismo de las células cerebrales para la glucosa Fuente: FEUMEN 15

17 Imágenes del sector Ciclotrón. Esta unidad de trabajo comenzó a funcionar en FUESMEN en 1997, trabaja en conjunto con el PET y el Módulo de Síntesis, este es el lugar donde son sintetizados los isótopos emisores de positrones con diversas moléculas biológicas. El ciclotrón utilizado en la Escuela es pequeño (babys) y no posee autoblindaje. Intervención quirúrgica Fuente: FUESMEN 16

18 Fuentes consultadas FUENTES CONSULTADAS Erick Sell. Resonancia Magnética Funcional. Hospital for sick children, Toronto, Canadá Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD). Convenio sobre la Diversidad Biológica Cárdenas, F. y Lamprea Marisol. La década del cerebro. Logros e implicaciones. Psicología Científica. Universidad Nacional de Colombia Pérez Moure, G. Aplicaciones clínicas de la PET. CETIR. Unitat PET Esplugues. Barcelona Fundación Escuela Medicina Nuclear (FUESMEN) / ENTREVISTAS REALIZADAS Méd. Neurocirujano Fabián Cremaschi. Máster en Neurociencias. Profesor de la UNCuyo Facultad de Ciencias Médicas. Departamento de Neurociencias Ing. Enrique Noya. Fundación Escuela Medicina Nuclear. Presidente Raúl Otoya. Médico neurólogo Juan Rodríguez. Universidad Tecnológica Nacional Ing. Jorge Fernando Giunta. Subsecretario de Promoción Industrial, Tecnológica y Servicios en el área de Ciencia y Tecnología. Mendoza 17