Aplicaciones biomédicas de nanopartículas
Imagínense lo fabuloso que sería que el cuerpo fuera como una grandísima fábrica, una fábrica enorme. Imagínense que las células tuvieran el tamaño de una caja de cartón. Operarios de esta fábrica podrían manipular las cajas sin ningún problema, normalmente así sucede en la industria. Estas cajas podrían clasificarse bajo distintos criterios y, posteriormente, organizarse, apilarse, destruirse (si no fueran necesarias o benefiosas para la empresa su presencia) o incluso repararse.El cuerpo no tiene el tamaño de una grandísima fábrica y las células ni mucho menos el tamaño de una caja de cartón. Así que, ¿qué operarios son capaces de trabajar en una fábrica tan pequeña como la que representa nuestro organismo manipulando cajas tan diminutas como nuestras células? Sin duda deberían ser operarios muy pequeños, con tamaños del orden de estas células o incluso menores. Piensen que el tamaño característico de una célula, una de estas cajas, es del orden de 10 a 100 micras (diez o cien millonésimas partes de metro). Si hablamos de virus tenemos que referirnos a tamaños de 20 a 450 nanometros (mil millonésimas partes de metro). Desde luego nosotros nunca podremos ser operarios de esta fábrica.
Afortunadamente, y visto que sería fantástico que pudiéramos manipular selectivamente las células como si fuéramos operarios de una fábrica, hay alguien que podría hacerlo por nosotros. Una especie de robot diminuto muy sencillo que, predispuesto o dirigido por nosotros desde el exterior, fuera capaz de reconocer e incluso adherirse a determinadas células, por ejemplo tumorales, para después actuar sobre ellas. Estos robots son las nanopartículas. Es decir, partículas con tamaños que van desde los pocos nanometros a cientos de ellos.
Bueno, pero ¿cómo podemos dirigir o programar a estos robots?. Sería difícil, por el tamaño, utilizar mecanismos complicados. ¿Y si pudiéramos actuar sobre ellos con un campo magnético?, como si fueran imanes. Sería óptimo utilizar materiales magnéticos entonces, ferromagnéticos para ser exactos. Aquellos como los que se usan para adornar las neveras. El problema es que al cuerpo no le gustan nada los materiales que existen con estas características, (hierro, cobalto y niquel). Se dice de éstos que no son biocompatibles.
Imaginemos que no consideramos, de momento, este problema. De manera que tenemos nanopartículas magnéticas introducidas en el organismo, ¿qué podemos hacer con ellas?. Podríamos impregnarlas de un pegamento especial, algunas moléculas, capaces de adherirse exclusivamente en células tumorales, aquellas causantes del cáncer. Y si luego fuésemos capaces de verlas seríamos capaces de detectar la enfermedad en sus primerísimas etapas de desarrollo, lo que facilitaría enormemente la cura.
Esquema de suministro de medicamentos
¿Y si, una vez detectadas células tumorales, fuéramos capaces de destruirlas?. Como hemos dicho, las nanopartículas serían magnéticas, lo que nos permite transferirles energía a distancia, fig (c), aplicando un campo electromagnético alterno, (hipertermia). De manera que seríamos capaces de calentar localmente la zona tumoral destruyendo las células cancerígenas. O también podríamos "pegar" medicamentos a éstas para, mediante imanes especiales, concentrarlas en las zonas que se quieren tratar y dejar que liberen allí su carga medicinal, ver fig (b). Fantástico, hemos localizado y destruido el tumor con nanopartículas; ¡solucionado el problema!
Esquema de un tratamiento de hipertermia usando nanopartículas
Sólo existe el problema que mencionamos antes: los materiales ferromagnéticos no son biocompatibles.
En eso, en lo descrito anteriormente y en otras muchísimas aplicaciones trabajan miles de científicos en todo el mundo, en España también. Físicos, químicos, farmaceúticos, médicos, ingenieros,… etc. Y la ciencia que se está desarrollando a nivel básico es tan apasionante como las propias aplicaciones. Cómo cambian las propiedades de los materiales cuando éstos tienen dimensiones pequeñísimas: materiales recubiertos de moléculas o no, que antes no eran magnéticos cuando tienen dimensiones muy pequeñas se podrían comportar como si lo fueran, entre ellos parece ser que el oro, que es biocompatible, o el platino en determinadas condiciones.
No sigan imaginando. Algunas de estas aplicaciones existen y se usan en la actualidad, (nanopartículas de gadolinio para imágenes de resonancia magnética) y el resto no tardarán en llegar, así espero.
Tags: aplicaciones biomédicas de nanopartículas, biocompatibles, células tumorales, ferromagnéticos, hipertermia, materiales magnéticos, virus
Sindicación
2007-05-05 a las 6.10 pm
Las nanopartículas son, sin duda alguna, una herramienta esancial para el diagnóstico y tratamiento de muchas enfermedades y supondrán, en un futuro próximo, toda una revolución en el campo de la medicina.
Podemos emplear las nanopartículas fundamentalmente para el diagnóstico y tratamiento de células tumorales, como ya se ha explicado, pero también en otras aplicaciones que se enmarcan en el campo de la investigación biomédica, como la deposición de medicamentos o la medicina regenerativa.
El mecanismo para la deposición de medicamentos consiste en un polímero en forma de capa que contiene un fármaco en su interior y que es capaz de llegar a las células dañadas y soltar el fármaco sólo en ese entorno. En lo que se refiere a medicina regenerativa, se emplean nanopartículas para regenerar tejidos.
En definitiva, las nanopartículas son, como vemos, un área de investigación que no está en absoluto agotada y que merece la pena explorar, ya que se pueden conseguir unos beneficios importantes no sólo para la ciencia sino también para mejorar la calidad de vida de la sociedad. Es por eso que muchos científicos tanto en España como en el extranjero están actualmente investigando en nanopartículas como futura solución para enfermedades hasta ahora incurables como el cáncer.
http://www.solociencia.com/biologia/05061702.htm
http://weblogs.madrimasd.org/nanociencias/archive/2006/05/31/27047.aspx
http://www.fisicaysociedad.es/view/default.asp?cat=763&id=1732
2007-05-05 a las 6.58 pm
En el mundo de la Nanomedicina los avances que se logran son muy grandes, ya se puede emplear nanomatariales ultraduros para implantes de caderas, etc… con una resistencia y dureza que hasta ahora no se había logrado. Los proyectos en los que en la actualidad se investigan son muy ambiciosos pero si se logran pueden implicar una mejora en nuestra calidad de vida asombrosa. Como es el caso que se comenta, se podría luchar contra el cáncer mediante el empleo de nanopartículas. Actualmente se ha logrado avances importantes en lo que se refiere a detección de cáncer a tiempo, un grupo de especialistas del Instituto de Tecnología de Georgia y de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) han realizado hallazgos muy prometedores, aseguran que mediante el uso de nanopartículas de oro unidas a un anticuerpo específico contra células cancerosas se podría detectar el cáncer mucho más fácilmente. El principio se basa en que muchas células cancerosas poseen una proteína, conocida como receptor del factor de crecimiento epidérmico (EFGR), en su superficie, mientras que las células sanas no expresan esta proteína tan fuertemente, por tanto uniendo las nanopartículas de oro a un anicuerpo contra el EFGR (se denomina anti-EFGR) se logra la unión de las nanopartículas a las células cancerígenas. Y ahora viene el motivo del por qué se emplea oro. Las nanopartículas de oro son muy buenas dispersando y absorbiendo luz, por tanto cuando se une a las células cancerosas se observará por microscopio que brilla intensamente.
http://www.conicyt.gob.ni/Bolet%C3%ADn01/novedades3.htm
http://www.lostiempos.com/noticias/19-01-07/19_01_07_ultimas_vyf1.php
http://www.euroresidentes.com/Blogs/nanotecnologia/2005/03/nanoparticulas-para-detectar-cancer.html
2007-05-15 a las 1.44 pm
Hace poco estuve en una conferencia en el Museo Nacional de Ciencia y Tecnologia sobre nanotecnología.
Nos hablaron de las actuales investigaciones en nano-biotecnología, que me parece interesante destacar.
En primer lugra, nos hablaron de que la nanomáquina más sofisticada que se conoce hasta ahora son los virus…Los virus tienen la capacidad de autoensamblarse entre ellos, así como unas propiedades físico-químicas impresionantes. La cuestión está en que debemos modificarlos mediante la ingeniería genética , por ejemplo , para que estas ‘auténticas nanopartículas’ , nos puedan ayudar con fines médicos. Actualmente , las investigaciones , según nos contaron , están dando muy buenos resultados , pero tambuién nos lanzaron un mensaje : para estas investigaciones no sólo hacen falta biológos, médicos y químicos , sino que se necesita el trabajo conjunto de ingenieros , físicos , etc… porque es un trabajo que abarca gran cantidad de ‘campos científicos’. Por lo tanto , ya sabemos lo que nos corresponde…
También nos hablaron de las propiedades de los hilos moleculares de carbono y del ADN.
Hay un artículo en el blog que trata de los ‘hilos moleculares de carbono’, recomiendo leerlo.
Básicamente , la propiedad fundamental de estos hilos , es que , dependiendo de las dimensiones , se pueden comportar como materiales semiconductores o conductores , por lo que modificando su tamaño , podríamos emplearlos como ‘posibles nanorobots’ , que ‘actuaran’ sobre células enfermas.
http://www.monografias.com/trabajos/virus/virus.shtml
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/diccionario/bionanotecnologia.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/ADN mitocondrial
2007-06-30 a las 6.21 pm
La verdad que la nanotecnología está aportando unas herramientas vitales en la lucha contra el cáncer. Tal y como cuenta este artículo, el empleo de partículas metálicas para la facilitar la tarea de detección de tumores es ya un hecho.
Se trata de una técnica basada en puntos cuánticos, lo que hace que sea una técnica con una gran aceptación es que requiere miscroscopio simple, barato y una luz blanca, además de tratarse de una técnica no tóxica para las células humanas.
Cuando se agrega una solución de estas nanopartículas, en este caso concreto nanopartículas de oro, a las células sanas y las cancerosas, al mirar a través de un microscopio se ve que solo brillasn las células cancerosas. En un medio de detección eficaz.
Esto se debe a que las nanopartículas de oro absorben y dispersan la luz muy bien permitiendo su detección y añadir que las nanopartículas se unen a las células cancerosas ya que estas poseen una proteína (EFGR) que las sanas no la expresan tan fuertemente, por tanto uniendo las partículas de oro a un anticuerpo (anti-EFGR) se unen selectivamente.
http://www.conicyt.gob.ni/Bolet%C3%ADn01/novedades3.htm
http://www.solociencia.com/biologia/05061702.htm
http://www.consumer.es/web/es/salud/problemas_de_salud/2006/04/11/150953.php
2007-10-16 a las 10.50 am
El futuro de la nanotecnología aplicado a la salud:
El surgimiento de la nanotecnología es probable que tenga un impacto significativo en el sector de la la administración de medicamentos, afectando cualquier medio de administración desde la oral a la inyectable, según la firma especializada en el mercado de la investigación NanoMarkets. Y el desenlace para doctores y pacientes podría ser una más baja toxicidad, una reducción de los costes del tratamiento, mejoramiento de la biodisponibilidad..
La aplicación de nanoparticulas de plata estimula la producción de iones de plata positivos y convierte el oxígeno en iones negativos, circulan dentro de un refrigerador con la corriente de aire frío y entran en contacto con patógenos unicelulares, como los virus, los hongos y las bacterias. .
Un equipo de científicos españoles estudia el uso de células dendríticas, cargadas con minúsculas partículas magnéticas, para el diagnóstico y el tratamiento del cáncer, está es una nueva vía de investigación que podría suponer una terapia no invasiva para la destrucción únicamente de las celulas, responsables del tumor.
http://www.euroresidentes.com
http://www.el-universal.com.mx/articulos/37433.html
http://ediciones.prensa.com
2007-10-16 a las 11.15 am
En el tratamiento del cáncer futuro o realidad:
El futuro en el tratamiento del cáncer: parece ciencia ficción pero en breve puede ser una realidad, consiste en inyectar a un paciente minúsculas partículas con una misión concreta, ‘la destrucción de tumores’ en su cuerpo.
En la actulidad para sobrevivir al cáncer este debe ser detectado a tiempo,si esto sucede a mayor numero de probabilidades de sobrevivir al cáncer; sin embargo hay buenas noticias ya que el riesgo de sobrevivir al cáncer es mayor hoy, de lo que era antes.
La Realidad del Cáncer afecta en Hombres y Mujeres según envejecemos aumentando la propabilidades a partir de los 50 años.
Aunque también ataca a las personas de todas las edades, pero se está más propenso a tenerlo cuando se envejece, aún cuando nadie en su familia lo tenga.
Cuando el cáncer es detectado a tiempo, tiene más probabilidad de ser tratado exitosamente.
A muchas personas que estan sometidas a un tratamineto contra el cancer les preocupa la forma en que se ven y se sienten, y que el cáncer regrese; está es una de sus mayores preocupaciones; otras se preguntan qué pueden hacer para evitar que el cáncer regrese.
http://diarionanotecnologia.blogspot.com
http://www.niapublications.org/agepages/cancer-sp.asp
http://www.cancer.gov/espanol/cancer/siga-adelante/page3
2007-10-16 a las 11.30 am
¿Las nanopartículas una nueva revolución y una ayuda para el desarrollo sostenible?
Debemos de recordar las causas del desarrollo: la revolución industrial, la revolución francesa y la indenpendencia americana, en un futuro deberiamos de hablar de la revolución de la nanotecnología.
Algunos expertos se preguntan si nos encontramos en los umbrales de una nueva revolución económica y social.
http://www.elcultural.es/HTML/20060323/Ciencia/CIENCIA16865.asp
Sustituir el uso del bromuro de metilo en el ector tabacalero argentino. Esta sustancia gaseosa que se utiliza en la fumigación de suelos en la etapa de almácigos es una de las más destructoras de la capa de ozono, y nuestro país ha comprometido su eliminación para esos usos en 2007 de acuerdo al Protocolo de Montreal. De está forma España se compromete a reducir las emisiones de ozono.
http://www.fundacionsustentable.org/desarrollo-sostenible-317.html
Sifren 46, un gas surgido de la tecnología del flúor de Solvay, ha sido desarrollado para responder a las rigurosas exigencias de los productores de placas de silicio. Además, se trata de un compuesto que tiene una corta vida en la atmósfera, un potencial de calentamiento global insignificante y que es inerte para el ozono estratosférico.
http://www.solvayiberica.es/esnoticia/prensa/0,,50500-10-0,00.htm
De acuerdo a esto es un beneficio para el desarrollo sostenible.