Recientemente en una conferencia sobre los avances médicos más importantes de la década, se señaló a la nanotecnología como la puerta de entrada a una nueva dimensión de la medicina, desde la perspectiva de artefactos capaces de interactuar a niveles no solo microscópicos, sino incluso, moleculares y atómicos.
En efecto, imaginemos por un segundo las repercusiones benéficas de una tecnología capaz de generar mecanismos para diagnosticar, prevenir o controlar enfermedades desde su inicio celular, con técnicas que incluyen herramientas diversas en dimensiones que tocan lo absurdo en nano escala, es decir en millonésimas de milímetro.
Como es lógico pensar, es un mundo nuevo, innovador en términos casi irreales, al que quiero que nos adentremos, de la mano de al menos seis maravillas nanotecnológicas que se están ensayando en el campo de la salud y que a lo mejor desconocías.
¡Acompáñanos en este viaje fantástico al micro-cosmos de la salud!
Contenido
¿Qué es la nanotecnología?
Cuando hablamos de nanotecnología, hacemos referencia a un campo técnico, relacionado con la elaboración, aplicación y gestión de instrumentos y técnicas, definidas por elementos medidos en millonésimas de micrón, para hacerse una idea, la expresión matemática sería algo como 10-9 mts., asumiendo que en dicho espacio se hace referencia a contextos moleculares y atómicos.
Al señalar este espacio tecnológico lo primero que debe señalarse es que es un campo híbrido, multidisciplinario, por cuanto su origen y desarrollo tiene que ver con la investigación y generación de materiales, técnicas, ingeniería de minerales, incluso, investigación espacial.
La Nanotecnología como aplicación moderna
Al señalar este espacio tecnológico lo primero que debe señalarse es que es un campo híbrido, multidisciplinario, por cuanto su origen y desarrollo tiene que ver con el desarrollo de materiales, técnicas, ingeniería de minerales, incluso, investigación espacial.
Se trata de un espacio determinado por la presencia de seis ámbitos fundamentales: minerales y agro industria, dispositivos médicos y salud, energía y medio ambiente, materiales y fabricación, y electrónica, información y comunicaciones con interés aplicativo en áreas como la informática, biología ambientalista, medicina de intervención entre otros. El centro temático de esto se relaciona con la capacidad de manejar micro elementos como filamentos y materiales.
La Nanotecnología en la Medicina
La nanomedicina, basa su acción en campos de intervención en áreas afectadas desde una perspectiva sumamente interesante, relacionada con la resistencia a materiales biológicos que generan rechazo, mientras que este tipo de materiales tiene como característica fundamental, su adaptabilidad para ajustarse a los requerimientos del receptor.
De la última idea, surgen precisamente los campos en los cuales existen concepciones aplicativas nanotecnológicas en desarrollo, sobre todo en aspectos como el desarrollo de la ciencia de los materiales en ámbitos como reconstrucción de tejidos a través de elementos como liposomas y micelas.
Por otra parte, intentemos una aproximación a lo que implican las nano-dimensiones en le medicina moderna: hagamos un ejercicio imaginativo que nos permitirá comprender sus implicaciones.
Digamos primero que el nanómetro es la milésima de la millonésima parte de un metro, para comprender esta medida, señalemos que un átomo de hidrógeno, el elemento más liviano de la naturaleza, mide precisamente 1 nm.
Si esto no te parece asombroso, una molécula de hemoglobina tiene 5 nm, mientras que el glóbulo rojo que lo contiene, puede representarse por una estructura redondeada de 7000 nm de diámetro por 2000 nm de algo.
En estos rangos, la nanotecnología es capaz de trabajar con diversas herramientas y de allí su importancia desde la perspectiva tanto preventiva, como de diagnóstico e intervención.
En este punto, es importante señalar que en estos niveles moleculares y de hecho atómicos, los fenómenos, leyes y registros son diferentes a las propiedades físicas en dimensiones más convencionales, de allí, su aplicación e interés a futuro.
A continuación te presentamos seis ejemplos de los avances más significativos en el campo de la nanotecnología aplicada en el campo médico, que te sorprenderán:
1️⃣ Test de embarazo con nano partículas de oro
Comencemos con una aplicación increíble por su sencillez y por la manera en cual fue desarrollada…
Lo primero que debemos entender es que la mujer desarrolla cambios fundamentales al momento mismo de su embarazo, uno de estos se relaciona con el exceso productivo de la hormona identificada como HcG o Gonadotropina Coriónica Humana.
Ahora bien, la prueba de embarazo basada en nano particular de oro, aprovecha las propiedades ópticas particulares de este metal cuando se presenta en una estructura en forma de malla bidimensional, la cual atrapa las moléculas de la hormona señalada y se evidencia por el cambio de color a una tonalidad rojiza.
La exactitud de esta prueba está fuera de toda discusión, porque los niveles hormonales detectados están en un rango, prácticamente imposible de obtener, sin la presencia determinante del embarazo.
Esta es una consideración que tiene otras aplicaciones, porque se trata solo del principio de un mecanismo de detección que puede ser aprovechado y diseñado para múltiples situaciones médicas, pero que se inicia con este requerimiento común de la vida moderna.
2️⃣ La terapia fotodinámica (TFD) basada en liposomas nanotecnológicos
El tratamiento del cáncer tiene en este tipo de terapias una referencia extremadamente importante, no solo por la efectividad representada por las nano partículas, sino por las implicaciones en el control efectivo de los factores cancerígenos en el largo plazo.
Este tipo de tratamientos se basa en la fabricación de liposomas, que son vesículas esféricas, pequeñas bolsas con una capa lipídica es decir de grasa que recubre un espacio acuoso central.
La nanotecnología aprovecha la posibilidad de construir liposomas de tamaños tan reducidos que sean capaces de acceder a zonas con presencia tumoral.
Una vez que se encuentran en la zona correspondiente al tratamiento, pueden soltar una carga de fármacos incluidos en el liposoma, a partir de una orden fotométrica. La presencia del fármaco en conjunción con el tratamiento fotodinámico, pueden disminuir sensiblemente la capacidad reproductiva de las células cancerígenas.
Asimismo, un beneficio colateral es que el liposoma puede ser dirigido de manera específica a las células cancerígenas, por lo que las sanas no se ven afectadas por la presencia de los fármacos o por los elementos fotodinámicos.
3️⃣ Tratamientos con ferro fluidos, una manera de estimular nuestro sistema inmune
Los ferro fluidos son simplemente fluidos constituidos por metales, en este caso óxido de hierro o magnetita, que pueden ser desplazados a lo largo del cuerpo para determinadas acciones concretas. En este caso, la nanotecnología se basa en la aplicación de nanotubos en secuencia para la gestión del ferro fluido.
La técnica detrás de este tratamiento es la hipertermia mediada magnéticamente, y relaciona el hecho que las células del cuerpo humano mantienen una tolerancia al calor limitada por los 43 ºC, esto implica que al superar dicha barrera, pueden ser destruidas.
Esta acción es general para todo tipo de células y en este caso, solo queremos eliminar las enfermas, y esta capacidad selectiva es fundamental para el caso de un tratamiento exitoso.
Es allí que la nano partícula hace su aparición en forma de nanotubos contentivos de la magnétita que tiene una propiedad supeparamagnética, es decir no se magnetiza sin la aplicación de un campo magnético externo.
En este primer paso del tratamiento, el ferro fluido es puesto en contacto con la zona del tumor, sobre todo si el mismo esta determinado por un espacio concreto y el fluido se mantendrá cercano al mismo, en ese momento se le aplica un campo magnético que genera calor y por lo tanto la destrucción selectiva de las células enfermas.
Lo increíble de esta tecnología es que el ferro fluido se diseña con un punto Curie, estable alrededor de los 40ºC, es decir, dejar de calentarse automáticamente a dicha temperatura, limitando dos cosas, la preocupación del médico para suspender el tratamiento o la acción indeseada del ferro fluido en otras partes del cuerpo.
Pero aquí no para el interés en esta tecnología, para el momento de la generación de calor, la célula cancerígena emite proteínas de choque térmico que se unen a los anticuerpos del cuerpo en la lucha contra la enfermedad. Es decir, se estimula el sistema inmunológico, sin necesidad de ingesta de fármacos, o elementos extraños al propio cuerpo.
4️⃣ Bio-sensores para medición de glucosa en diabéticos
El detector convencional de glucosa, ha ido disminuyendo de dimensiones, pero es con la revolución representada por la nanotecnología que se ha logrado un avance total.
En este caso, el sistema se basa en micro filamentos que pueden interactuar en niveles moleculares, por lo que su efectividad es absoluta.
En efecto, la idea se basa en la forma en la cual se producen los procesos biológicos, basados en interacciones electrostáticas y con transferencia de carga mediante reacciones enzimáticas.
Por ello, el bio-sensor elaborado a partir de un semiconductor, óxido de indio (In2O3), simplemente se conecta como un circuito externo capaz de captar dichas reacciones.
Es impresionante ver el tamaño de los dispositivos denominados “in situ”, porque son adheridos a la piel y un leve cambio de tonalidad va indicando al usuario, los niveles de glucosa y por lo tanto le señalan la actitud que debe asumir en la medida en la cual la misma va elevándose, es simplemente un potenciómetro minúsculo.
Las potencialidades de este adelanto son infinitas, recuerden que no solo son capaces de detectar los datos correspondientes a la glucosa, sino a diversos compuestos asociados a una infinidad de condiciones médicas, si agregas soluciones, puedes tener un regulador automático de tu enfermedad, sin prácticamente enterarte.
5️⃣ Puntos cuánticos en bio-imagenología
En este avance es bueno detenerse a pensar en cuanto se ha avanzado realmente en lo relativo a detección de enfermedades, mediante el uso de algunas nano partículas en forma de cristales semiconductores son capaces de evidenciar a partir de su capacidad para cambiar de color al exponerse a la luz.
En este caso, se trata del amplio espectro de excitación, dimensión de las emisiones, así como los picos de fluorescencia que pueden ser sintonizados y con ello, aprovecharse en escáner altamente especializados para detectar cambios moleculares en células con propensión a alguna malformación potencialmente peligrosa.
Ya no hablamos simplemente del cáncer, que parece abrirse a la posibilidad de realmente ser controlado, sino de todo evento medico incluso en la modificación intencional de la química implícita en el código genético. ¿Demasiado?, solo el tiempo lo dirá, pero el camino se está haciendo.
6️⃣ Nanobots en la ingeniería reconstructiva de tejidos
Este es un estudio en progreso que refiere precisamente el ámbito del futuro no tan lejano. Se trata de nano partículas, construidas para seguir instrucciones específicas, que sirvan primero como andamios para la regeneración de tejidos. Ya ese paso se ha dado y está en uso en diversos países, sobre todo en los europeos.
La segunda fase es un poco más ambiciosa, porque se trata de establecer un organismo nanotecnológico dentro del cuerpo, capaz de juzgar la necesidad de regeneración de tejidos y simplemente duplicar a partir de tejido existente, las zonas que van dañándose.
La idea detrás de este concepto híper revolucionario, se relaciona con la capacidad que tienen los nano materiales para sostener radicales libres capaces de proteger células cerebrales de otros radicales libres que causan isquemia, infarto cerebral o daños en le médula espinal.
En este rango se encuentran los fullerenos, probados en el control de radicales libres en tejido cerebral dañado, así mismo, les siguen los denominados scaffolds que son nano estructuras construidas para servir como reguladoras del crecimiento de tejidos, facilitando la regeneración a través del transporte de nutrientes celulares.
Conclusión
El avance en este campo, ha sido espectacular, pero quizá por su novedad, no conocemos sino una pequeña punta de un verdadero iceberg bajo nuestros pies. Se trata de un campo que solo limita con la imaginación humana, la cual ha demostrado ser muy efectiva cuando se le plantean retos.
Sin embargo, todo avance mantiene una doble faz, en este caso, los innumerables problemas éticos y morales que plantea la nanotecnología, sobre todo cuando se acerca a niveles insospechadamente peligrosos como el control genético, los costos de utilización, la disminución de recursos farmacológicos y por tanto del interés de la principal fuente de financiamiento experimental, todo ello en un entorno económico innegable, solo el tiempo dirá, pero no por ello, deja de ser un camino increíble y prometedor.
