Articulo

La nanomedicina o Medicina del futuro 

  

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Desde hace algunos años la nanotecnología se está perfilando como un área emergente en ciencia y tecnología que nos está conduciendo a una nueva revolución industrial. La nanotecnología se define como el “desarrollo de ciencia y tecnología a niveles atómicos y moleculares, en la escala de aproximadamente 1-100 nm, para obtener una comprensión fundamental de fenómenos y materiales en dicha escala nanométrica y para crear y usar estructuras, dispositivos y sistemas que tengan nuevas propiedades y funciones debido a su tamaño”.

Nanométro (del latín nanus, enano) significa la milmillonésima parte de 1 metro. Lo más interesante de la nanotecnología no es la posibilidad de trabajar con materiales de reducidas dimensiones, sino el cambio a menudo radical que sufren las propiedades físicas y químicas de la materia cuando se trabaja a esta escala: la conductividad eléctrica, el color, la resistencia o la elasticidad, entre otras propiedades, se comportan de manera diferente a como lo hace el material volumétrico.

 Por ello, la nanotecnología tiene gran aplicación en diferentes campos, entre los que destacan los materiales, la electrónica, la medicina y la energía. Se han alcanzado ya avances significativos en la fabricación de materiales de mayor dureza y resistencia, ordenadores más veloces y con mayor capacidad de procesamiento gracias a los microprocesadores con componentes nanotecnológicos, diagnósticos médicos más eficaces o la obtención de energía a bajo coste y respetuosa con el medio ambiente. Ya existen multitud de productos nanotecnológicos en el mercado, como cosméticos más eficaces y protectores, raquetas de tenis más flexibles y resistentes, gafas que no se rayan, ropa que no se arruga ni se mancha, por citar algunos ejemplos.

Nanomedicina: o aplicación  en el campo de la salud

La irrupción de la nanotecnología en las ciencias de la salud ha dado lugar a una nueva disciplina denominada nanomedicina, cuyo objetivo principal es el desarrollo de herramientas para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades cuando están todavía en estados poco avanzados o en el inicio de su desarrollo. La nanomedicina estudia interacciones a la nanoescala y para ello utiliza dispositivos, sistemas y tecnologías que incluyen nanoestructuras capaces de interactuar a escala molecular y que se interconectan a nivel micro para interaccionar en el nivel celular. Uno de los grandes retos en este proceso reside en el desarrollo de nanoterapias, dirigidas específicamente a los tejidos y órganos enfermos, evitando dañar a las células sanas circundantes y, por tanto, evitando los temidos efectos secundarios de los tratamientos actuales.

En los orígenes de la nanotecnología se llegó a predecir la fabricación de nanorobots, que se inyectarían directamente y atacarían selectivamente los tejidos dañados, incluso protegiendo de ataques externos y reparando posibles desperfectos. A pesar de que esto sigue siendo ciencia ficción, sí se puede afirmar que se ha avanzado notablemente en el diseño de nanoestructuras que incorporan distintas funcionalidades y pueden desempeñar un papel muy similar.

 El progresivo aumento que se observa de graves dolencias como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes, o las enfermedades neurodegenerativas (Alzheimer y Parkinson), para las que no existen tratamientos definitivos, hacen necesarios nuevos métodos diagnósticos y terapéuticos más rápidos, eficaces y específicos que los actuales y que además reduzcan al máximo los costes implicados.

La nanomedicina promete resolver algunos de estos grandes retos mediante la capacidad de detectar de forma precoz la presencia de enfermedades (como el cáncer) o la capacidad de regenerar los órganos y tejidos que estén dañados dentro del organismo proporcionado un diagnóstico precoz, una terapia adecuada y un seguimiento posterior efectivo de la evolución del paciente. En un futuro próximo se podrá incluso disponer de tratamientos individualizados a distancia en el propio hogar o lugar de trabajo del paciente.

La nanomedicina agrupa tres áreas principales: el nanodiagnóstico, la liberación controlada de fármacos o nanoterapia y la medicina regenerativa.

 El nanodiagnóstico consiste en el desarrollo de sistemas de análisis y de imagen para detectar una enfermedad o un mal funcionamiento celular en los estadios más tempranos posibles tanto in vivo como in vitro. La nanoterapia pretende dirigir nanosistemas activos que contengan elementos de reconocimiento para actuar o transportar y liberar medicamentos exclusivamente en las células o zonas afectadas, a fin de conseguir un tratamiento más efectivo, minimizando los efectos secundarios.

La medicina regenerativa tiene como objetivo reparar o reemplazar tejidos y órganos dañados aplicando herramientas nanotecnológicas. Dado que es imposible abarcar con profundidad todas las tecnologías que pueden surgir de conceptos basados en nanomateriales y nanodispostivos, se han seleccionado para estecapítulo algunos ejemplos clave de avances conseguidos en las tres líneas principales de la nanomedicina, haciendo especial hincapié en el área del nanodiagnóstico.

La Nanotecnología en Venezuela

En nuestro país se vienen dando recientemente grandes avances en cuanto la organización de grupos de investigación con el fín común de aunar esfuerzos para el desarrollo de líneas de investigación que nos permitan en un futuro no muy lejano su aplicación tecnológica en el desarrollo de nuevos materiales utilizando recursos propios y de esa manera, sustituir las importaciones de estos materiales. Una muestra de ello es la creación de la Red Venezolana de Nanotecnología.

En el Instituto Zuliano de Investigaciones Tecnológicas - INZIT, ente adscrito al MPCTI, existe actualmente un gran interés en el desarrollo de nuevos materiales, siéndo éste tópico uno de los proyectos que se lleva a cabo en una de sus unidades de investigación y desarrollo. En la Unidad de Caracterización y Estructura de Materiales, en los últimos meses hemos logrado a través de una ardua experimentación la síntesis de nanoestructuras de carbono, tales como nanotubos de carbono y nanoesferas de carbono a pequeña escala. (Cada 100 gramos de nanotubos importado de USA, puede variar dependiendo de su pureza y morfología entre 200 y 12000 dólares). Se pretende con estos materiales una vez se proceda a la etapa de escalabilidad, poder utilizarlos para estudiar su aplicabilidad, por ejemplo en reforzamiento de polímeros, nuevas aleaciones metálicas, almacenamiento de hidrógeno, diseño de sensores, secuestrantes de H₂S, CO₂, transporte de fármacos, semiconductores, procesos catáliticos, tratamiento de agua, diseño de materiales compuestos para la industria automotríz, aeronáutica y construcción entre otras. Existe un gran compromiso por parte del INZIT en la investigación y desarrollo de ésta tecnología para contribuir en el desarrollo del pais, sobre todo teniendo en cuenta que la materia prima para la obtención de estos materiales puede fácilmente provenir de gases producidos en el país, asi como del reciclaje de plásticos y de desechos, agroindustriales o biomasa, disminuyendo el impácto ambiental negativo de éstos últimos. Todo esto enmarcado en el Proyecto Nacional Simón Bolivar. 

Conclusiones

El enorme avance de la nanotecnología durante las últimas décadas ha permitido grandes desarrollos en muchos campos, incluidas las ciencias de la salud. Los conceptos de la nanotecnología se están aplicando en métodos de diagnóstico más sensibles, sistemas de terapia y de administración controlada de fármacos, así como en herramientas que permiten la regeneración de tejidos y órganos dañados.

Los sistemas y métodos descritos en este capítulo son solamente ejemplos seleccionados de la ingente actividad que se está desarrollando en miles de laboratorios de todo el mundo para mejorar las condiciones de salud y la calidad de vida de toda la sociedad.

En el futuro, estos sistemas se integrarán en microchips implantables que permitirán la administración programada de fármacos con un tratamiento personalizado y que, al mismo tiempo, podrán medir los parámetros vitales del paciente y trasmitir esta información directamente a una estación central de datos, para tener controlado al paciente mientras éste hace su vida normal.

Ya existen chips subcutáneos para medir de forma continua parámetros cruciales como el pulso o la temperatura, nanopartículas que pueden reconocer, detectar y atacar selectivamente células cancerosas, así como nanosensores que permiten detectar en fluidos biológicos cantidades extremadamente bajas de moléculas que revelan la existencia de cáncer u otras enfermedades. Se están fabricando actualmente dispositivos «laboratorio-en-un-chip» y se ha pasado a la etapa de ensayo clínico para nanopartículas que realizan una liberación controlada de fármacos. Sin embargo, los largos procesos de aprobación en los sectores médicos y farmacéuticos pueden significar que los beneficios para la salud sólo podrán apreciarse a largo plazo.

Aunque todavía es necesario llevar a cabo una gran cantidad de investigación y desarrollo, no cabe duda de que la nanotecnología seguirá sorprendiéndonos con avances que redundarán en una mejora de la calidad de vida de nuestra envejecida sociedad y que ayudará a resolver los problemas causados por las principales enfermedades (cáncer, desórdenes neurodegenerativos y enfermedades cardiovasculares).