Nano-perspectiva

El término nano en primera instancia está relacionado con el prefijo del Sistema Internacional que hace referencia a 10^-9, una escala que no puede ser alcanzada por el ojo humano sino es mediante el uso de técnicas microscópicas. Este prefijo también lo encontramos acompañando ciertos términos, como son, nanociencia, nanotecnología, nanomateriales y nanomedicina, entre otros. Actualmente, éstos son campos se encuentran en estudio y desarrollo, y presentan un futuro bastante prometedor debido a las grandes avances que estos nos ofrecen. Sin embargo, el campo relacionado con la nanociencia no es una novedad, ya que en la naturaleza se pueden encontrar gran cantidad de nanoestructuras que inconscientemente han formado parte de nuestras vidas desde hace mucho tiempo. De hecho, nuestros antepasados ya hicieron uso de la nanotecnología del carbono para la construcción de armas, como las espadas.

Para tener una idea general, algunos de los términos importantes que se encuentran englobados por el campo nano se definirían de la siguiente manera:

• Nanociencia: ciencia, especialmente de la física, la química y la biología, que estudia los fenómenos observados en estructuras y sistemas extremadamente pequeños, mesurables en nanómetros.

• Nanotecnología: tecnología que se dedica al diseño y manipulación de la materia a nivel de átomos o moléculas, con fines industriales o médicos, entre otros.

• Nanomedicina: aplicación de la nanotecnología en el campo de la medicina.

• Nanopartículas: partículas naturales o sintéticas constituidas por decenas o centenares de átomos con una mida aproximada de 1-100 nm.

• Nanofabricación: fabricación de nanomateriales, nanopartículas y nanodispositivos mediante el uso de técnicas y equipamiento especializado de microscopia.

De esta forma, la perspectiva nano engloba diferentes ámbitos, aplicaciones y estudios. La posibilidad de poder trabajar a una escala microscópica presenta grandes ventajas como son el uso de partículas o dispositivos de pequeño tamaño, ligeros, fáciles de transportar, que proponen tecnologías y tratamientos de enfermedades más sofisticados. Es por esto que se trata en algunos sentidos de una revolución que marcará un antes y un después. No obstante, también presenta ciertos inconvenientes como son el elevado precio del producto y de las técnicas empleadas para la creación del mismo.

En esta entrada, nos centraremos en el ámbito de la nanomedicina y las nanopartículas. En concreto, haremos una breve introducción sobre cómo se sintetizan y la importancia de las nanopartículas en medicina y las posibles aplicaciones biomédicas que éstas pueden presentar.

La síntesis de nanopartículas puede tener un origen tanto natural como sintético. Encontramos nanopartículas naturales en suelos, plantas, agua, etc. Por ejemplo, en el suelo se encuentran nanopartículas de origen orgánico e inorgánico como el aluminio, el hierro o compuesto de carbono. En el caso de las nanopartículas sintéticas, también pueden ser sintetizadas por materia orgánica e inorgánica, como son las nanopartículas de carbono y de metales, respectivamente. Dos características importantes de las nanopartículas, a parte de su composición, son la presencia de un tamaño y forma variable que aumentan su versatilidad y utilidades.

Cuando se habla de nanomedicina nos referimos al uso de sustancias o dispositivos de mida nanométrica con aplicaciones en tratamientos de enfermedades o drug delivery, biomateriales y diagnóstico. El uso de nanopartículas en la administración de fármacos (Drug delivery) se basa en la construcción de una estructura nanométrica que en su interior se localiza el fármaco. Además, estas construcciones pueden presentar ciertos marcadores moleculares capaces de reconocer de forma exclusiva ciertos tipos celulares. Este hecho hace que el fármaco tenga una mayor biodisponibilidad y que su efecto sea más específico, reduciendo los posibles efecto secundarios causados en otros tipo de fármacos que afectan a todas las células, tanto dañadas como no. Esta práctica es de gran interés en el uso de fármacos antitumorales evitando que éste tenga efecto y toxicidad sobre el resto de células no cancerígenas.

Nanopartícula capaz de reconocer células tumorales.

Por otra parte, también encontramos la posibilidad de sintetizar nanopartículas a partir de la expresión de proteínas recombinantes en fábricas celulares, en organismos eucariotas inferiores, como la levadura, o en organismos procariotas, como las bacterias. En el ámbito de la biomedicina, las proteínas recombinantes estudiadas y expresadas en estos sistemas son proteínas de interés terapéutico, como las citoquinas. En el caso de las bacterias, las proteínas recombinantes pueden dar lugar a agregados proteicos insolubles, conocidos como cuerpos de inclusión (inclusion bodies) donde, normalmente, la proteína está presente en su forma activa. La posibilidad de poder obtener la proteína de interés formando estas nanopartículas insolubles aumenta la cantidad y calidad de la proteína, el tiempo de vida en el organismo tratado y, también, facilita la administración de las mismas.

Cuerpos de inclusión (regiones electrodensas) en Escherichia coli

En próximas publicaciones de la sección que hoy hemos estrenado, nano-perspectiva, se profundizará más sobre el campo de la biomedicina y las aplicaciones de las nanopartículas y proteínas recombinantes en el tratamiento de enfermedades. Explicando casos concretos de algunas de ellas y, en el caso de que se estén realizando ensayos clínicos, cómo se llevan estos a cabo. También hablaremos de la utilidad de los biomateriales, su composición y qué utilidad pueden tener en biomedicina y tecnología.

Dimensión nano. http://www.dimensionano.cat/index.php/ca/