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martes, 28 de abril de 2015

Nanotecnologias y medicina. Jesús Martínez de la Fuente


La revolución de la nanotecnología en la 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.
Las nanopartículas ya son una realidad clínica que se está empezando a utilizar contra algunos tumores
Gracias a las herramientas proporcionadas por la nanotecnología, están surgiendo grandes avances en el tratamiento de diversas enfermedades, tales como cáncer, enfermedades neurodegeneratias, autoinmunes, cardiovasculares, etc. Probablemente una de las aplicaciones más extendidas en el campo de la terapia, se trata del uso de nanopartículas como vehículos transportadores para la liberación controlada de fármacos. La encapsulación de determinados fármacos en sistemas nanométricos ha demostrado en muchos casos mejorar la estabilidad, solubilidad y biodistribución del mismo. En algunos casos incluso se puede llegar a dirigir el fármaco hasta el órgano diana donde se quiere actuar de una manera más efectiva.
De esta manera se consiguen medicamentos más efectivos y se va a requerir una menor dosis de fármaco, disminuyendo por tanto los posibles efectos secundarios y mejorando la calidad de vida del paciente. Este tipo de aproximación es ya una realidad y el empleo de partículas poliméricas y liposomas ya se están usando en clínica. Otra aproximación aún en vía de desarrollo, pero con resultados muy prometedores consiste en usar el nanomaterial, en este caso nanopartículas como agente terapéutico. Este tipo de aproximación se está utilizando en tratamientos experimentales de cáncer empleando nanopartículas magnéticas o de oro. Estas nanopartículas tienen la peculiaridad de liberar calos, tras inducir su calentamiento bajo la influencia de un campo magnético externo alterno o por irradiación con un láser. Debido a la mayor sensibilidad de las células tumorales a incrementos de temperatura que las células sanas, se están teniendo buenos resultados en el tratamiento de ciertos tipos de tumores en combinación con quimioterapia convencional.

Grandes resultados en el diagnóstico 'in vitro'

Por otro lado en el campo del diagnóstico, la Nanotecnología trata de desarrollar nuevos sistemas de análisis y de imagen, o mejorar los existentes, para la detección de enfermedades en los estadíos más tempranos posibles. El empleo de nanopartículas como agentes de contraste para marcaje in vivo, ha llevado a una mejora en la sensibilidad y contraste de las técnicas de imagen, permitiendo la localización y detección de pequeños tumores. Sin embargo el sector donde se está obteniendo mejores resultados de una manera más rápida y con una mayor repercusión económica es en el del diagnóstico in vitro. Las propiedades físicas que estos nanomateriales tienen los convierten en excelentes candidatos para el desarrollo de sistemas que permitan una detección específica de sustancias químicas y biológicas, con gran precisión y sensibilidad en tiempos muy cortos. Esto supone un gran avance con las técnicas de análisis clínico habituales, ya que éstas requieren tiempos de análisis largos, son laboriosas y requieren de personal especializado. Las herramientas que la nanotecnología posibilita, simplifican todos estos procesos de análisis, consiguiéndose sistemas más sensibles, miniaturizables e incluso capaces de detectar múltiples analitos simultáneamente.
Pero quedan muchos pasos aún por dar hasta que la Nanotecnología pueda revolucionar el campo de la Medicina. Aún quedan grandes dudas tales como la capacidad de escalar la producción de estos nanomateriales a los niveles necesarios para su aplicación, reproducibilidad, aspectos regulatorios, posibles efectos adversos, etc. Es necesario hacer un ejercicio de traslación de los resultados experimentales que se están obteniendo en los grupos de investigación trabajando en el sector, hacía el campo clínico. Es de vital importancia que esta aproximación entre la investigación básica y la clínica tenga lugar lo antes posible para poder explotar lo máximo posible el gran potencial que estas nuevas tecnologías tienen desde un punto de vista biotecnológico y sanitario, seleccionando las más prometedoras y descartando las que no son adecuadas para su implementación.

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