Nanotecnología y medicina: Biochips y nanotransistores : Nanotecnología

Nanotecnología y medicina: Biochips y nanotransistores

Feb29
Posted in General, Nanotecnología y Salud, Nanomateriales y Nanodispositivos
by admin

Por Mecum

De la mano de la nanotecnología nos adentramos en la era del diagnóstico médico a nivel molecular, que hace posible identificar enfermedades genéticas, infecciosas o incluso pequeñas alteraciones de proteínas de forma precoz.

Uno de los grandes avances en esta disciplina es la creación de biochips, que permiten la obtención de grandes cantidades de información trabajando a una escala muy pequeña. Con los biochips a nanoescala es posible conseguir en poco tiempo abundante información genética, tanto del individuo como del agente patógeno, que permitirá elaborar vacunas, medir las resistencias de las cepas de la tuberculosis a los antibióticos o identificar las mutaciones que experimentan algunos genes y que desempeñan un papel destacado en ciertas enfermedades tumorales.

Un ejemplo de estos avances está en la lucha contra el cáncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma más específica a las células cancerígenas. Por eso, el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto en marcha la"Alianza para la nanotecnología en el cáncer", un plan que incluye el desarrollo y creación de instrumentos en miniatura para la detección precoz.

Nanotecnología y medicina: Biochips y nanotransistores2 También en la administración de medicamentos, las nuevas técnicas son ya un hecho. "Los nanosistemas de liberación de fármacos actúan como transportadores de fármacos a través del organismo, aportando a éstos una mayor estabilidad frente a la degradación, y facilitando su difusión a través de las barreras biológicas y, por lo tanto el acceso a las células diana", explica María José Alonso, investigadora de la Universidad de Santiago de Compostela, que trabaja en esta línea desde 1987. En el tratamiento del cáncer, asegura, "estos nanosistemas facilitan el acceso a las células tumorales y reducen la acumulación del fármaco en las células sanas y, por tanto, reducen los efectos tóxicos de los antitumorales".

Desde Estados Unidos, el nanotecnológo James Baker ha desarrollado otra alternativa basada en unas moléculas artificiales conocidas como dendrímeros. Se trata de estructuras tridimensionales ramificadas que pueden diseñarse a escala nanométrica con extraordinaria precisión. Los dendrímeros cuentan con varios extremos libres, en los que se pueden acoplar y ser transportadas moléculas de distinta naturaleza, desde agentes terapéuticos hasta moléculas fluorescentes. En su estudio, Baker aplicó una poderosa medicina contra el cáncer, metotrexato, a algunas ramas del dendrímero. En otras, incorporó agentes fluorescentes, así como ácido fólico o folato, una vitamina necesaria para el funcionamiento celular.

Además de los biochips hay otras vías de investigación en el mundo de la nanomedicina. Hace poco, un equipo de científicos de la Universidad de Harvard descubría que se pueden utilizar hilos ultrafinos de silicio para detectar la presencia de virus individuales, en tiempo real y con una gran precisión. El dispositivo es realmente un nanotransistor, integrado en un nanocable con forma de V, de tamaño inferior al de muchos virus y que puede introducirse en el interior de una célula y registrar su actividad sin trastornarla, de hecho el nuevo dispositivo tiene un diámetro 100 veces menor que los utilizados hasta ahora. Son aceptados por la membrana celular, de forma similar a lo que sucede con virus y bacterias, cuando los recubren de una doble capa de fosfolípidos, parecida a la estructura de la membrana

"Estos nanotransistores de efecto de campo (conocidos como nanoFET) representan la primera medida del interior de una célula con un dispositivo semiconducto", asegura Charles M. Lieber profesor de Química en Harvard y director del proyecto, cuyos resultados se publican en Science. Asegura que las posibilidades de estos detectores "podrían introducirnos en una nueva era en materia de diagnósticos, seguridad biológica y respuestas a brotes víricos". Los científicos afirman que estos transistores se pueden utilizar para medir el flujo de iones o las señales eléctricas en las células, especialmente en las neuronas. También se pueden asociar a receptores u otros elementos biológicos para detectar la presencia de compuestos bioquímicos en el interior de una célula.