Nanotecnología

Por Fernando Hernández Cáceres

Actualmente se sabe que son varios los factores que influyen en la eficacia de un medicamento. Muchas investigaciones están orientadas no sólo a mejorar la acumulación de tejido sino también a diseñar medicamentos específicos cuyas moléculas sean más selectivas y eficaces. La habilidad de ciertas nanopartículas a dirigirse hacia células cancerígenas específicas es una de las principales razones por las cuales las nanopartículas están siendo consideradas como un prometedor vehículo de medicina. Esto permitiría aumentar la cantidad y la eficacia de los agentes anticancerígenos que actúen sobre las células cancerígenas, a la vez que evitaría el ataque sobre las células sanas. Los investigadores esperan aumentar la eficacia de las terapias y minimizar los efectos secundarios.  Ahora, un equipo científico ha dado un paso más en el enfoque de la actividad destructora celular de una medicina hacia las células tumorales.

Volkmar Weissig, profesor asociado de Farmacia en el Colegio de Farmacia Glendale de la Midwestern Univerity, explica que los esfuerzos  dirigidos a conducir las medicinas a órganos, tejidos y células específicos datan de finales de los 70. Gregory Gregoriadis hablaba entonces del enorme potencial de los liposomas como una droga  coloidal y mensajeros de ADN para aplicaciones biomédicas en unos artículos de 1976 en el New England Journal of Medicine, tres décadas antes de que el término “nano” comenzara a remplazar el término “coloidal” en la literatura farmacéutica. Durante los 80 y principios de los 90 la medicina ha generado múltiples y polémicas cuestiones relacionadas con la aplicación de nanopartículas en el cuerpo, tales como la biocompatibilidad, la biodegradabilidad, la biodistribución, la toxicidad, la modificación superficial y la encapsulación, retención y liberación de la medicina. Estas cuestiones han sido mayoritariamente resueltas por la tecnología liposómica, con la culminación en 1995 de Doxil ® (doxorubicina liposomal encapsulada) como la primera nanomedicina aprobada por la FDA (Administración de Alimentos y Medicinas de EEUU).

Sin embargo, a pesar del progreso en la utilización de nanotransportadores para aumentar la acumulación de tejido de moléculas medicinales con el fin de mejorar la eficacia y reducir los efectos secundarios indeseados, la exitosa selección del objetivo subcelular de determinada medicina sólo ha obtenido un amplio reconocimiento recientemente. Muchas medicinas tienen como objetivo elementos internos de la célula, incluso una mitocondria o un lisosoma. Esto significa que para aumentar sustancialmente la eficacia de tal nivel de actuación intracelular no sólo deben las medicinas ser conducidas a determinados órganos, tejidos o células, sino también a objetivos intracelulares como la matriz mitocondrial, la cual está rodeada de dos membranas celulares. Y es esta fijación del objetivo intracelular específico la nueva frontera del transporte medicinal.

Diagrama de célula animal típica: 1: Nucleolo, 2: Núcleo, 3: Ribosoma, 4: Vesícula, 5: Retícula endoplásmica rugosa, 6: Aparato de Golgi, 7: Citoesqueleto, 8: Retícula endoplásmica suave, 9: Mitocondria, 10: Vacuola, 11: Citoplasma, 12: Lisosoma, 13: Centriolo.

Agradecimientos a Michael Berger por los datos científicos y a Wikipedia.org por la imagen.

Por Marta Valien 

La ciencia en la actualidad, en gran medida, gira en torno al mundo de la nanotecnología y eso hace que todas las áreas convergan también en esta nueva rama de la ciencia, una de ellas es la Nanomedicina.
Universidades y empresas luchan continuamente por buscar soluciones para erradicar el mal que nos acosa en el siglo XXI, el cáncer, pero gracias al desarrollo de la nanotecnología se están logrando grandes resultados.
Un equipo de científicos de la Universidad de Stanford (EEUU) ha logrado destruir células enfermas mientras que los tejidos corporales sanos quedan intactos, ¿cómo lo lograron?… pues con la ayuda de nanotubos de carbono. Insertaron éstos tubos sintéticos de la mitad del ancho de una célula de ADN, por tanto caben miles de ellos dentro de una célula, y los introdujeron en el interior de las células cancerígenas, ¿pero cómo se logra insertar selectivamente estos nanotubos en las células dañadas y no en las sanas? Las células cancerígenas están recubiertas con receptores de una vitamina conocida como folate. Ahora lo más importante del hallazgo, ¿qué misión tienen los nanotubos una vez están en el interior de las células cancerígenas?, al irradiar nuestro cuerpo con luz IR (radiación infrarroja), ésta simplemente pasa a través del cuerpo humano pero al irradiar a los nanotubos se calientan a 70º y al desprender este calor tiene como consecuencia la destrucción de la célula donde se encuentran alojados… ¡simplemente asombroso!
Células cancerígenas en cuyo interior se encuentran alojados los nanotubos que, al irradiarse con radiación IR, debido al calentamiento térmico que sufren, destruyen las células como se puede apreciar en la imagen. Leer más »

La aplicación de la Nanotecnología en el campo de la Medicina permitirá revolucionar la capacidad de diagnóstico, prevención y tratamiento de diversas enfermedades, entre las que se encuentra el cáncer. En la actualidad se han conseguido desarrollar nanodispositivos capaces de localizar células cancerígenas con extrema precisión, así como proporcionar tratamientos específicos capaces de eliminarlas.

Uno de los resultados más sorprendentes consiste en la aplicación de los nanotubos de carbono en la terapia contra el cáncer. En concreto, los recientes trabajos de investigación dirigidos por el profesor H.Dai en la Universidad de Stanford, consiguen combinar las propiedades ópticas y de transporte de estos nanotubos, con sus aplicaciones médicas. Como describen en su trabajo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, en primer lugar introducen nanotubos en células cancerígenas. Posteriormente irradian estas células con radiación infrarroja (700 / 1100 nm) cuya longitud de onda es ligeramente superior a la visible.

Si bien el tejido biológico apenas se ve afectado por esta radiación, a la que suele ser transparente, los nanotubos de carbono la absorben. De este modo las células cancerígenas con nanotubos en su interior, elevarán su temperatura hasta destruirse. Sin embargo, el mayor problema reside en insertar nanotubos de carbono tan sólo en las células cancerígenas, de modo que las células sanas no se vean afectadas durante el tratamiento.

Mediante el empleo de nanomarcadores moleculares se consigue introducir nanotubos de carbono de modo selectivo tan sólo en aquéllas células que presenten ciertas receptores en su superficie, como es el caso de las células cancerígenas. Por lo tanto esta técnica no invasiva permite destruir células cancerígenas sin afectar al tejido sano. En el futuro la incorporación de ciertos anticuerpos característicos a la superficie de los nanotubos, permitirá atacar de modo selectivo células cancerígenas asociadas a tumores concretos.