Según la Organización Mundial de Alergias, entre el 30 y el 40% de la población mundial sufriría algún tipo de alergia. Los especialistas estiman que estas cifras crecerán a futuro por factores como el cambio climático, la polución, la mala alimentación y el uso inadecuado de medicamentos, entre otros. En este contexto, el desarrollo de nuevos tratamientos para combatirlas es una línea de investigación prioritaria para numerosos científicos en distintas partes del planeta.

Uno de estos equipos es encabezado por el bioquímico de la Universidad de Chile e investigador del Instituto Imagine de Enfermedades Genéticas del Hospital Necker-Enfants Malades, Fernando Sepúlveda, junto a la investigadora Gaël Ménasché, quienes encabezaron un estudio que identificó el rol clave del gen Rab44 en las reacciones alérgicas.

“Lo que se hizo en este trabajo fue investigar el rol de este gen, de esta proteína, en la función de la degranulación mastositaria, un proceso que ocurre en etapas tempranas de las alergias y que conduce a la liberación de mediadores inmunes inflamatorios, lo que activa el estado de alergia en las personas. El estudio nos permitió ver que al inhibir la expresión de este gen los mastocitos eran menos capaces de liberar estos mediadores inflamatorios y, por lo tanto, disminuir el fenotipo de alergias”, explicó sobre la investigación Fernando Sepúlveda, quien llegó al Instituto Imagine, luego de realizar su doctorado en el Instituto Curie, para investigar enfermedades inmunes que tengan principalmente una componente genética en sus causas.

El bioquímico de la Universidad de Chile detalla que el estudio sobre esta función del gen Rab44, publicado en la revista The Journal of Allergy and Clinical Immunology, se realizó mediante la utilización de tijeras moleculares CrispR-Cas9 en modelos animales. De esta manera, el equipo logró inactivar el gen y reducir de forma considerable el proceso de degranulación de mastocitos que desencadena todo tipo de alergias, desde las cutáneas, respiratorias y digestivas, hasta las generalizadas, como la anafilaxia. En este sentido, el hallazgo abre un camino a nuevas investigaciones para identificar las mejores fórmulas farmacológicas enfocadas en este promisorio blanco terapéutico.

Las alergias son un trastorno del sistema inmunológico, que reacciona de forma desproporcionada ante sustancias que identifica como potencialmente dañinas, incluso si no lo son. De acuerdo a la Clínica Mayo, “la gravedad de las alergias varía según la persona y puede ir desde una irritación menor hasta anafilaxis (una situación de emergencia potencialmente mortal). Si bien la mayoría de las alergias no tienen cura, los tratamientos pueden ayudarte a aliviar los síntomas de alergia”.

Al respecto, el científico chileno señala que los diversos fármacos contra las alergias que existen en la actualidad “inhiben la acción de los mediadores inflamatorios o inhiben eventos que vienen después de la liberación. Inhibir la expresión de Rab44 permitiría actuar en etapas más tempranas que eso”. Destacó, además, que “eventualmente habría pocos efectos secundarios porque es una proteína que se expresa principalmente en mastocitos”.

Por esta razón, el equipo encabezado por Sepúlveda y Ménasché continuará estudiando los mecanismos moleculares involucrados en el proceso de degranulación mastositaria. En lo inmediato, plantea el bioquímico de la U. de Chile, el objetivo es encontrar “moléculas inhibidoras que permitan modular la actividad de esta proteina [Rab44]. En este caso, se podría pensar en dar con una molécula química que inhiba la acción de la proteína en los pacientes. A eso conducen los trabajos que se están desarrollando actualmente”.

El trabajo en torno a la inhibición de Rab44 dio origen a una proyecto de patente en el Instituto Imagine, relata el científico chileno. No obstante, “luego de descubrir que la proteína sirve para esto a diseñar alguna droga pueden pasar muchos años, la investigación es muy lenta en ese sentido”, aclaró. Asimismo, destaca que estos análisis y estudios preliminares son fundamentales para avanzar en fórmulas terapéuticas que puedan ser probadas en modelos experimentales antes de concretar ensayos clínicos en humanos.

El rol de la información, los datos y la inteligencia artificial está cada vez más entrelazado con el progreso económico, social y político de los países. El desarrollo de este campo ofrece un gran potencial para mejorar la calidad de vida y hacer análisis de mayor precisión sobre distintos ámbitos de nuestra cotidianidad. Esta cualidad representa una ventaja evidente frente a la información de carácter cualitativo proveniente de instrumentos como las encuestas, pero muchas veces la obtención de datos objetivos enfrenta el obstáculo de depender de aparatos con cables, voluminosos e invasivos para los participantes de una muestra.

Entonces, ¿cómo obtener información “real” sin irrumpir en la vida normal del usuario? Este problema llevó a un grupo de investigadores del Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI), del Departamento de Ingeniería Civil (DIC) y del Departamento de Ingeniería Industrial (DII) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, en colaboración con el FabLab U. de Chile, a embarcarse en el desarrollo de una tecnología amigable, capaz de obtener datos vinculados a las emociones humanas y analizarlos con inteligencia artificial.

Así lo explica Ángelo Guevara, investigador del ISCI y académico del DIC, quien destaca que esta innovación “ha sido un diseño iterativo, desde prototipos que cumplían con los requisitos tecnológicos básicos hasta el diseño actual que incorpora aspectos de portabilidad y análisis de datos. En el caso de transporte público, permitirá, por ejemplo, contar con medidas insesgadas de la calidad de servicio, las que luego pueden relacionarse con variables de diseño del sistema y, por lo tanto, ayudar a la elaboración de políticas públicas informadas en esta área”.

Por otro lado, Ángel Jiménez, investigador del ISCI y académico del DII, explica que “en general, el uso del enfoque psicofisiológico permite superar las limitaciones que tienen los métodos basados en respuestas subjetivas y en análisis ex-post para evaluar diversos estados psicofisiológicos de las personas en diversos escenarios, como los mencionados anteriormente. La pulsera Biomonitor V3.0 permite capturar las señales indicadas de manera poco invasiva, sin interrumpir a la persona, como sí lo haría el enfoque subjetivo. Basándose en la correlación que estas señales tienen con las respuestas del sistema nervioso central, y analizándolas con cierto propósito, se puede obtener una visión más objetiva de lo que realmente le está pasando a la persona desde el punto de vista cognitivo y afectivo, mientras sea posible aislar diversas variables confundentes”.

“La pulsera, bautizada ‘Biomonitor V3.0’, contiene una tecnología que, al ser conectada por bluetooth a un computador, microcontrolador o dispositivo móvil, puede obtener y recolectar señales fisiológicas como el pulso cardíaco, temperatura superficial de la piel, variabilidad del pulso, conductividad eléctrica de la piel y medidas inerciales calculadas con acelerómetro y giroscopio”, explica Cristian Retamal, jefe de rediseño del dispositivo y ayudante de investigación.

Esto significa un gran avance para los experimentos enfocados en la experiencia afectiva de las personas, especialmente en el área de affective computing, donde se requieren datos de calidad, verificables, y que puedan ser procesados con analítica avanzada. “Porque incorpora una herramienta nueva para investigación y diseño de políticas públicas. Solo existe una pulsera de sensores comercial (desarrollada en el MIT) que cumple las características del Biomonitor 3.0, pero tiene un precio prohibitivo para hacer investigaciones más masivas”, plantea Ángelo Guevara.

La tecnología habilita el monitoreo continuo de variados estados psicofisiológicos en diferentes dominios. Por ejemplo, estados afectivos en tareas de conducción, interacción con dispositivos móviles o estacionarios, diversas tareas laborales, provisión de clases, salud mental, etc. “Además, entrega la posibilidad de comprender continuamente el estado cognitivo y afectivo de las personas, permite la realización de la visión de la computación ubicua, que busca proveer servicios computacionales en todo tiempo y lugar sin interrumpir a las personas. Esta capacidad se complementa con el advenimiento de la Internet de las Cosas, que generará escenarios en que lo más escaso no serán los recursos computacionales (capacidad de procesamiento y almacenamiento, ancho de banda, etc.), sino que la atención de las personas, demandada al mismo tiempo por todos estos dispositivos y servicios. Por lo tanto, poder entender en un tiempo cercano al real cómo nos vemos afectados cognitiva o emocionalmente permite que los computadores desplegados en la infraestructura tomen decisiones de provisión de servicios computacionales que no nos saturen”, adelanta Jiménez.

La versión actual es funcional tecnológicamente y permite la recolección y análisis de datos para investigación, tiene un encapsulado ergonómico y aspectos de usabilidad que facilitan su aplicación por usuarios no expertos. Esta se ha usado con gran éxito en la medición de la fatiga laboral y el estrés de choferes de buses en una ruta minera de alta montaña, así como en la experiencia de usuarios del Transantiago.

Las últimas precipitaciones dieron un respiro a la megasequía que enfrentaba el país desde hace 13 años, una de las más severas hasta ahora.  Con las favorables lluvias se presentan desafíos y oportunidades, las que Guido Carvajal, académico de la Facultad de Ingeniería de la UNAB, analiza: “es recomendable avanzar hacia ciudades sensibles al agua y no depender únicamente de las condiciones climáticas para amortiguar la sequía que afecta a Chile”.

Según Carvajal, quien ha viajado y conoce de cerca estas ciudades, tales desafíos y oportunidades, incluyen la mejora en la administración del agua urbana de manera integrada y sostenible, que diversifique y aumente la oferta de recursos hídricos, por ejemplo, a través de reciclaje de agua, recarga de acuíferos y desalación, además, de incorporar funciones ecológicas y de resiliencia a nuestro entorno construido e infraestructura.

“Se deben realizar estas acciones para evitar inundaciones, erosiones y destrucción de infraestructura urbana. Sin embargo, hoy, el panorama es incierto, la notable falta de políticas públicas que incentiven iniciativas en esta área y le den la importancia que tiene está a la vista. También vemos el comportamiento de la comunidad, todo esto denota que estamos muy lejos de soluciones concretas para manejar las sequías, las que cada vez serán más severas al estar potenciadas a su vez por el cambio climático”, comenta el experto.

Para evolucionar, es importante tener un manejo del agua a nivel urbano que aspire a lo que se conoce internacionalmente como una “ciudad sensible al agua” (o “water sensitive city”). A nivel internacional, existen iniciativas que consideran estos conceptos como son “Australia’s Water Sensitive Cities”, “China’s Sponge Cities”, “Singapore’s ABC Waters”, “The United States’Low Impact Development”, y el “Vancouver’s Rain City Strategy” (Wong et al., 2020), que son reconocidas a nivel global.

Una ciudad sensible al agua se caracteriza por ser habitable, resiliente, sostenible y productiva económicamente. Asimismo, el recurso hídrico está respaldado por tres pilares centrales que se integran en el entorno urbano, según detalla el experto en el manejo del recurso hídrico en zonas urbanas:

1.- Ciudades como captaciones de suministro de agua que permitan acceso a una diversidad de fuentes de agua, abastecidas por una combinación integrada de infraestructura centralizada y descentralizada.

2.- Ciudades que brindan servicios ecosistémicos mediante la provisión de servicios para el entorno construido y natural.

3.- Ciudades que comprenden comunidades sensibles al agua con capital sociopolítico para la sostenibilidad y toma de decisiones y comportamientos sensibles al agua, según indican expertos en sus artículos Wong & Brown de 2009 frente al tema.

El primer pilar de una ciudad sensible al agua, se relaciona con la diversificación de las fuentes del vital elemento más allá del abastecimiento clásico de aguas lluvia y escorrentía, el cual incluya soluciones tanto centralizadas como descentralizadas. Estas fuentes alternativas de agua incluyen esquemas de recarga de acuíferos (agua subterránea), manejo de aguas pluviales urbanas, almacenamiento de agua de lluvia -desde los techos de las casas y edificios-, aguas residuales recicladas y agua desalada.

Tales alternativas deben ser evaluadas considerando aspectos, tales como: costos de inversión y operación, precios, clima, objetivos e impactos ambientales y riesgos. “Junto a ello, es importante mencionar que un cambio de este tipo requiere de tiempo, por lo que no solucionará los problemas inmediatos de la sequía que enfrentamos actualmente. Lo que claramente, podría evitar que se le otorgue la importancia necesaria en comparación con otros proyectos como la desalación, que hoy en algunas partes sí se está realizando”, explica Carvajal.

El segundo pilar para avanzar hacia ciudades sensibles al agua considera asegurar que los futuros paisajes urbanos incorporen oportunidades y tecnologías, o más bien dicho, funciones ecológicas. “En este punto, se asegura la resiliencia ante los impactos del cambio climático. Vale decir, hacer frente a futuras incertidumbres en el suministro de agua urbana y extremos climáticos y, proporcionar servicios ecosistémicos para proteger y amortiguar los entornos acuáticos río abajo y otros hábitats ecológicos de estos impactos”, dice el académico de la UNAB.

Algunos ejemplos de estos usos, incluyen la protección del medio ambiente de contaminación de aguas de escorrentía urbanas y rehabilitación de cursos de agua urbanos a través de tecnologías como humedales construidos y sistemas de bioretención.

Posteriormente, el tercer pilar sostiene que aquellas ciudades que comprenden comunidades sensibles al agua, deben tener en cuenta los valores y aspiraciones de dicha colectividad, dado que, es imprescindible que rijan las decisiones de diseño urbano y la gestión del agua urbana, una ciudad se debe diseñar siempre pensando en favorecer y cuidar el vital elemento.

Por ello, una ciudad sensible al agua, se sustenta en su capital social e institucional inherente,  lo cual se refleja en los siguientes puntos (1) comunidades que llevan un estilo de vida ecológicamente sostenible y reconocen el equilibrio y la presión constantes entre el consumo y conservación del capital natural de las ciudades; (2) capacidad industrial y profesional para innovar y adaptarse como practicantes reflexivos en la construcción de la ciudad; y (3) políticas gubernamentales que facilitan la evolución adaptativa de una ciudad sensible al agua.

En este contexto, el proyecto australiano Water Sensitive Cities, ha desarrollado estudios, herramientas y guías que permiten medir a través de indicadores, el nivel de avance o desarrollo que presenta una ciudad en relación a las características de una urbe sensible al recurso hídrico. Una de ellas, es la herramienta de evaluación comparativa para mapear el desempeño actual de la gestión del agua urbana de una ciudad frente a 34 indicadores que caracterizan una ciudad sensible al agua.

Los 34 indicadores se relacionan con siete objetivos de una ciudad sensible al agua incluyendo, la promoción de infraestructura adaptativa, asegurar una buena gobernanza sensible al agua, aumentar el capital comunitario, lograr la equidad de los servicios esenciales, mejorar la productividad y eficiencia de recursos, mejorar la salud ecológica, y asegurar la calidad del espacio urbano.

Finalmente, y, considerando estos elementos el experto y académico precisa que “Chile cuenta con recursos materiales, económicos y capital humano para avanzar hacia el desarrollo de ciudades sensibles al agua. Es necesario, instruirse con herramientas ya desarrolladas y considerar las prácticas internacionales”.

Y añade que “sólo de esta forma lograremos mejorar la sostenibilidad en relación al manejo de agua urbana en el corto y mediano plazo para aprovechar adecuadamente los recursos hídricos disponibles sin depender del factor climático para el abastecimiento del vital elemento”, finaliza Carvajal.