La Nanotecnología ¿medicina del futuro?

A finales del año 1959 surgió una nueva área de estudio para la ciencia, la tecnología a escala nanométrica. Richard Feynman expuso de una manera muy visionaria para la época las ventajas que podría aportar trabajar en la escala nanométrica (un nanómetro equivale a una billonésima parte de un metro). Sin embargo, estas ventajas no se empezaron a hacer patentes hasta 20 años más tarde con la aparición de nuevas técnicas de fabricación y sobre todo con nuevas técnicas de caracterización que permitieron entender y controlar en mayor medida la composición, forma, tamaño y propiedades físico-química de estos nanomateriales. Es precisamente aquí donde se centra la Nanociencia, en entender y explotar las propiedades de la materia como consecuencia de estar en la "nanodimensión". De hecho, un material a escala nanométrico presenta unas propiedades muy diferentes del mismo material a escala macroscópica. Es en estas diferencias en las propiedades químico-físicas (propiedades ópticas, eléctricas y estructurales) donde reside el interés creciente en este tipo de materiales.

La Nanotecnología se trata de un campo multidisciplinar que comprende áreas como biología, química, física, ciencia de materiales, ingeniería, etc., y tiene una gran importancia en campos como la informática, las comunicaciones, la microelectrónica, la biotecnología y la medicina. En la actualidad, la nanotecnología es un área en crecimiento muy rápido, con más de 500 productos existentes ya en el mercado y es de prever que el número de productos y por lo tanto su impacto económico y social, sea muchísimo mayor en los próximos 5 años. Uno de los sectores con más perspectivas de crecimiento y que está empezando a ser una realidad es la Biotecnología y Medicina, tanto en el desarrollo de nuevas técnicas de diagnóstico y técnicas de imagen, como en tratamientos terapéuticos más efectivos, dirigidos específicamente a tejidos y órganos dañados.

Una tecnología sin límite

Hoy en día, cuando oímos hablar de un futuro científico, de avanzar, no es de extrañar oír mencionar una palabra que está teniendo una importancia muy relevante a un nivel científico general, la nano-robótica. Cuando oímos nombrar los nanobots en el ambiente científico y tecnológico, se refieren a éstos como una miniaturización de los ordenadores hasta un puntoextremo tal que podríamos introducirlos en nuestro organismo.

Nanotecnología beneficios: medicina

La nanotecnología molecular tendrán muchos impactos sobre el sector de la medicina en general.

El mundo de la medicina es muy complejo, por lo que todos los beneficios de la nanotecnología para medicina tardarán en hacerse evidentes. No obstante, otros beneficios llegarán de forma inmediata.

Las herramientas de la investigación y la práctica de la medicina serán menos costosos y más potentes. Investigación y diagnóstica serán más eficaces, lo que permitirá una capacidad de respuesta más rápida para tratar nuevas enfermedades.

Numerosos pequeños sensores, ordenadores y diversos aparatos implantables de bajo coste permitirán un control continuo sobre la salud de pacientes así como tratamiento automático. Serán posibles diversos tipos nuevo de tratamiento.

Y mientras los costes de la medicina bajan y el tratamiento de enfermedades más seguro, así sus beneficios serán experimentados por muchas más personas en todo el mundo.

Los nanobots y el metabolismo en el organismo

El metabolismo es algo esencial para mantener el medio interno de nuestro cuerpo en un constante equilibrio (homeostasis), por eso al ingerir carbohidratos, proteinas o grasas estos harán su labor dentro de nuestro cuerpo proporcionandonos un sin numero de sustancias como hormonas e incluso almacenamiento y utilización de energía. Los nanobots pueden actuar como moleculas fagocìticas (ingerir a otras moleculas), transportador de moléculas, o bien como aceptores o eliminadores de radicales libres (causantes de cancér) perjudiciales para el organismo. En el metabolismo de los lípidos (grasas) este está en constante recambio, es decir, la cantidad ingerida debe tambien ser igual a la cantidad utilizada u excretada. Pero este balance puede sufrir alteraciones. Por ejemplo, la Beta oxidación es proceso que se realiza en la mitocondria en la matriz, es una vía en la cual los acidos son degradados a moleculas mas pequeñas para su utilización. En el cual el ácido graso se convierte en acilCoA para entra Consiste en 4 reacciones:

1. Primera Oxidación

2. Hidratación

3. Segunda Oxidación

4. Ruptura de la cadena y liberación de acetilCoA

Cápsulas que navegan por la sangre El matrimonio entre medicina y nanotecnología se está convirtiendo en una pesadilla para 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. 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 estos 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. "Es como un caballo de Troya. Las moléculas del folato en la nanopartícula se aferran a los receptores de las membranas celulares y éstas piensan que están recibiendo la vitamina. Al permitir que el folato traspase la membrana, la célula también recibe el fármaco que la envenena", señaló el investigador.

Los entusiastas de la nanotecnología tienen grandes esperanzas en que esta traerá nuevos tratamientos de gran efectividad contra las enfermedades. La razón es simple: la nanotecnología opera a la misma escala que la biología. Una molécula de ADN tiene una anchura de unos 2.5 nm, y una proteína como la hemoglobina tiene un diámetro de unos 5 nm. Las células humanas son mucho mas grandes, del orden de entre 10 y 20 micras, lo que significa que los materiales y dispositivos nanométricos pueden entrar fácilmente en la mayoría de las células, e incluso sin activar ninguna respuesta inmunitaria. La esperanza es que las partículas, materiales y dispositivos nanométricos puedan ser diseñados para interaccionar con los materiales biológicos de una manera más directa, eficiente e incluso precisa. Y debido a su pequeño tamaño, serán capaces de acceder a áreas del cuerpo, tales como el cerebro y células individuales, a las cuales ha sido difícil acceder con las tecnologías actuales.

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