Escrito por Irene Sánchez Brualla
El mes pasado, la revista de divulgación Scientific American publicó un conjunto de artículos sobre el valor de la aplicación de la nanotecnología en el campo de la medicina.
El reportaje dedica varios artículos a las aplicaciones farmacológicas de la nanotecnología, especialmente en el tratamiento del cáncer, y hace un resumen de otras aplicaciones dentro del campo de la medicina, como la creación de "vendajes inteligentes", el uso de circuitos flexibles que dañan menos los tejidos y el desarrollo de nanobots.
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| Fotografía: Quantum dots. Autor: Argonne National Laboratory. Fuente: https://www.flickr.com/photos/argonne/5218967216 |
El campo en que más se ha introducido la nanotecnología hasta el momento es el de la farmacología: la encapsulación de moléculas en el interior de estructuras nanométricas permite a estas interaccionar con los tejidos de manera distinta a como interaccionarían al estar libres o encapsuladas en moléculas de mayor tamaño. Por ejemplo, el diseño de las cápsulas de estos fármacos permite hacer que se "parezcan" a estructuras que produce el cuerpo humano (proteínas, liposomas, o ácidos nucleicos -DNA y RNA-), y así el cuerpo tarda más tiempo en eliminarlas, permitiendo obtener mayores efectos sin aumentar la dosis de fármaco que hay que suministrar. También facilitan la orientación del tratamiento, lo cual es especialmente importante en la quimioterapia: los fármacos quimioterápicos son muy agresivos para todas las células, de manera que hay un interés muy grande en que afecte únicamente a las células tumorales y que se dirija lo mínimo posible a los tejidos no afectados por el tumor. Por ejemplo, algunos tumores expresan moléculas particulares, y es posible sintetizar anticuerpos artificiales contra estas moléculas. Si estos anticuerpos llevan consigo la molécula de fármaco antitumoral, se consige concentrar el efecto de este medicamento en el tumor, atacándolo más rápidamente, y reduciendo los efectos secundarios. También es posible encapsular los fármacos quimioterápicos en nanomoléculas metálicas, y de esta manera es posible dirigirlos al tumor utilizando campos magnéticos. Las nanomoléculas pueden facilitar incluso la detección de tumores: a finales del año pasado, un equipo del International Institute for Nanotechology at Northwest University, dirigido por el Doctor Chad A. Mirkin, desarrolló los NanoFlares: moléculas de ADN de cadena simple complementarias al ADN de una célula cancerígena. Su equipo las distribuyó estiradas y en círculo alrededor de una estructura central, con una esfera en un extremo que contiene moléculas luminosas que se activan cuando el ADN del NanoFlare se une a otra cadena de ADN. Esto permite, por ejemplo, detectar y aislar fácilmente células cancerígenas a partir de sangre humana, utilizando un citómetro de flujo.
Fuera de la farmacología, la nanotecnología se está aplicando también para la creación de vendajes para heridas capaces de detectar patologías en el tejido subyacente y liberar los fármacos apropiados para favorecer la regeneración (vasodilatadores por ejemplo, o factores de crecimiento), a la vez que informan a los médicos sobre cómo avanza el proceso de curación.
La ciencia de materiales ha sido fundamental en el desarrollo de la nanotecnología, y esto resulta obvio en los últimos años, con el desarrollo de materiales flexibles que conducen la electricidad, permitiendo la creación de circuitos y electrodos que se pueden implantar en el cuerpo humano generando un daño en los tejidos mucho menor que el que se produce al utilizar electrodos o circuitos rígidos. Esta propiedad es fundamental si estos artefactos tienen que implantarse en órganos especialmente delicados, como el corazón o el cerebro. También hace que estos aparatos se estropeen menos en el interior del cuerpo humano, dado que aguantan mejor los dobleces o estiramientos.
La última tecnología descrita en el reportaje son los nanobots, posiblemente los constructos más complejos de desarrollar. Se trataría de "nanomáquinas", estructuras nanométricas capaces de entrar en el cuerpo humano, dirigirse ellos mismos hacia su objetivo, auna vez allí, realizar el tratamiento adecuado, y una vez terminada su función, desintegrarse de forma biodegradable, sin dejar rastro preferentemente, o de manera que puedan ser fácilmente eliminados por el organismo. La tecnología que se ha desarrollado en este campo es prometedora, pero todavía está lejos de alcanzar estos objetivos.
Evidentemente, la atención médica nunca (esperemos) será completamente sustituida por la ciencia. Un paciente es un sistema mucho más complejo que la suma de un conjunto de procesos biológicos y se necesita de una buena dosis de humanidad para aliviar sus problemas de salud. Pero el desarrollo de tecnologías que faciliten o mejoren los tratamientos médicos es una buena noticia. Además de una tarea fascinante.
Referencias:
Halo TL et al. NanoFlares for the detection, isolation and culture of live tumor cells from human blood. Proc natl Acad Sci U.S.A. 2014. 111(48): 17104-9.
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