Nanomedicina (1 de 3)

"La nanomedicina tiene mucho potencial económico y podría reescribir completamente el mercado farmacéutico."

Introducción

   El término nanomedicina hace alusión a un espectro amplio de tecnologías que tienen en común el uso de materiales con un tamaño diminuto, los cuales actúan sobre los componentes más básicos de las células, como las proteínas o el ácido desoxiribonucléico (ADN). Se utiliza para detectar y curar padecimientos de salud, a través de conjunto de nuevos enfoques, metodologías y herramientas tecnológicas. Estos materiales pueden ser usados en el tratamiento o cura de enfermedades, la corrección de alteraciones en las células o la eliminación de virus y bacterias que causan enfermedades. Además, podrían ser usados como herramientas de diagnóstico para detectar y monitorear fallas del organismo y dar aviso oportunamente. Es imprescindible que exista una regulación adecuada que garantice la calidad, efectividad, seguridad y uso ético de los nanomateriales usados con fines médicos, así como políticas de promoción y fomento a la innovación adecuadas.

¿Qué es la Nanotecnología?

   Nanotecnología es la manipulación de la materia en una escala muy pequeña con el fin de diseñar, caracterizar o producir materiales, estructuras, dispositivos y sistemas con tamaños entre 1 y 100 nanómetros en al menos uno de sus componentes o dimensiones (Figura 1). Aunque la clasificación por el tamaño de las partículas es arbitraria, hablamos de nanopartículas cuando su dimensión está entre uno y mil nanómetros (un nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro). Si el planeta Tierra midiera un metro, una moneda de un peso equivaldría a un nanómetro, término que proviene del griego nano y metron, que significan "enano" y "medida", respectivamente. 

Figura 1. Diversos objetos en la escala nanométrica. Nanopar-
tículas "suaves" vs "duras". (INCyTU (C))

Propiedades de los objetos nanométricos 

   Las partículas nanométricas tienen propiedades físicas, químicas o biológicas distintas a las que presentan objetos de mayores dimensiones, propiedades que dependen de su tamaño y forma y pueden ser controladas y manipuladas en el laboratorio. Por ejemplo, es posible ajustar el tamaño y la forma de las nanopartículas de oro y otros metales con el fin de que tengan colores y emitan luz de forma específica. En medicina, el valor de las nanopartículas (NP) radica en que algunas pueden cruzar la pared de venas y arterias, ser más estables por mayor tiempo en el fluido sanguíneo, penetrar tejidos, acumularse con mayor eficiencia en algún sitio de interés (como tumores) o ser internalizadas más eficientemente dentro de las células. 

"La nanomedicina es la aplicación de estos pequeñísimos materiales para la prevención, detección, tratamiento o cura de enfermedades."

Relación con las enfermedades 

   El ADN funciona como un centro de control con las instrucciones para producir miles de proteínas, mientras que cada proteína es como una máquina especializada en realizar una función específica en los procesos internos de la célula. Muchas enfermedades humanas surgen de alteraciones en el ADN o en las proteínas. Dado que el tamaño de proteínas, ADN o algunos virus y bacterias se encuentra entre 1 y 100 nanómetros, los nanomateriales pueden interaccionar con ellos y detectarlos, manipularlos, repararlos, o bien destruirlos e inhibirlos, si fuera necesario.

Principales avances en Nanomedicina

   Los materiales de mayor utilidad y aplicación en este tipo de medicina son las nanopartículas. Otros ejemplos incluyen los geles, fibras y tubos, que pueden ser de carbono. Las NP suelen dividirse en suaves y duras (Figura 1). Las suaves se componen de compuestos orgánicos como lípidos, proteínas, ácidos nucleicos (como el ADN y ácido ribonucleico, el ARN) o carbohidratos; mientras que las duras están constituidas por materiales inorgánicos como metales o cerámicas. Existen también nanopartículas híbridas que combinan ambos tipos de materiales. Ejemplos de NP suaves son: 

• Cápsulas compuestas de lípidos (liposomas)
• Polímeros (polimersomas)
• Proteínas tipo virus artificiales

   Debido a que varias de las NP suaves son de origen y naturaleza biológica, pueden ser reconocidas y degradadas por el organismo en el que se introducen, tienen baja toxicidad e implican menores riesgos para los organismos vivos que las duras, las más comunes hechas a partir de oro, hierro y otros metales. El principal uso de estas partículas es como sistemas de administración y liberación de fármacos, como substancias bioactivas o biosensores. Éstas pueden ser dirigidas hacia tejidos, órganos o células específicas (por ejemplo, aquellas que están enfermas, dañadas o tienen alteraciones), lo que ayuda a que la entrega y liberación del fármaco sea más eficiente y específica, en lugar de distribuirse por igual en todo el organismo, como ocurre con los fármacos tradicionales (figura 2). 

Figura 2. Nanomateriales usados como portadores de fármacos o como agentes de contraste al interior del cuerpo humano para combatir cáncer. (INCyTU (C))

"Algunos nanomateriales pueden transportar fármacos de forma controlada y dirigida con alta especificidad hacia células cancerígenas o agentes infecciosos, aumentando su eficacia, disminuyendo efectos secundarios y reduciendo su toxicidad."

   Existen distintos esfuerzos por diseñar NP que tengan la capacidad de responder a señales bioquímicas del cuerpo y, con base en ellas, liberen o no el fármaco que transportan. Por ejemplo, se busca que cuando detecten moléculas que indiquen la presencia de células enfermas, su cargamento se libere (al exterior o interior de la célula) y así corregir las fallas de la célula, enviando señales que indiquen que han detectado y las han corregido o destruido. Pero estas funciones aún no están disponibles actualmente.

continuará...

*El autor de este texto publicó esta nota previamente en el sitio web del INCyTU, la Oficina de Información Científica y Tecnológica para el Congreso de la Unión, establecida y operada por el Foro Consultivo, Científico y Tecnológico.