El físico Richard Feynman fue uno de los más importantes científicos en su área. Además de sus contribuciones en la electrodinámica cuántica, que le valieron el Premio Nobel de Física en 1965, Feynman también colaboró en el Proyecto Manhattan, la iniciativa estadounidense para desarrollar la primera bomba atómica. El físico norteamericano no trabajó en la línea principal de este proyecto, sino que participó en la construcción de un sistema de cálculo masivo a partir de máquinas de IBM. Los trabajos de Feynman no se limitan a estos campos específicos de la física.
Sus contribuciones como docente e investigador marcaron un antes y un después en la ciencia. Son famosas, por ejemplo, sus charlas en el Instituto Tecnológico de California, Caltech, que fueron recogidas en varios volúmenes de las obras The Feynman’s Lectures on Physics. Entre ellas destaca una donde Feynman dio el pistoletazo de salida a lo que hoy conocemos como nanotecnología, con su famosa frase «there’s plenty of room at the bottom».
Aquella ponencia, tan clásica hoy, supuso que los investigadores comenzaran a pensar que era posible realizar diseño e ingeniería a nivel molecular, algo inimaginable hasta ese momento. ¿Quién podría haber pensado de aquella (quizás solo Feynman) que aquella incipiente nanotecnología podría algún día ser importante para el diagnóstico de nuevas enfermedades, o incluso ser utilizada en el tratamiento terapéutico de diversas enfermedades? Hoy repasamos algunas de las contribuciones más novedosas de la nanotecnología en medicina:
Biosensores para diagnosticar enfermedades
Investigadores del Instituto de Tecnología de Bombay, en India, presentaban el año pasado un prometedor biosensor que permitiría localizar más rápidamente células cancerosas. Este dispositivo estaba formado por un sensor mecánico que era capaz de identificar una determinada molécula, en base a su tamaño o peso, y un sensor eléctrico, capaz de detectar moléculas en función de su carga eléctrica.
De esta forma, el biosensor podría ser capaz de detectar moléculas específicas, por ejemplo, de la superficie de células tumorales, de forma que podríamos saber cuando una única célula del cáncer está presente en nuestro organismo. Avances como estos permiten el desarrollo de lo que se conoce como medicina personalizada, y ayudaría sin duda, a un diagnóstico mucho más precoz del cáncer.
Nanopartículas contra infecciones bacterianas
Uno de los problemas más importantes en medicina es la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos. Por este motivo, hoy en día se desarrollan muchas iniciativas para frenar las infecciones producidas por estos microorganismos. Aunque existen varios proyectos de investigación que tienen como objetivo eliminar estas bacterias, bien con la generación de nuevos antibióticos, bien con otro tipo de estrategias terapéuticas, estamos aún lejos de dar con una solución definitiva.
El trabajo desarrollado por científicos de la Universidad de California, en San Diego, utiliza la nanotecnología para luchar contra este tipo de bacterias, aunque sus ideas podrías ser también usadas contra los venenos de animales como serpientes y escorpiones.
Para ello, el grupo liderado por Liangfang Zhang ha conseguido nanopartículas especiales, que sirven como «esponjas» de las toxinas producidas por las bacterias (también de aquellas resistentes a los antibióticos). Este avance, publicado en la importante revista Nature Nanotechnology, frena uno de los mayores mecanismos de ataque de estos microorganismos, y podría ser considerado en el futuro como un importante abordaje de la nanotecnología en ayuda de la medicina.
El trabajo de Zhang y sus colaboradores se basa en la creación de nanoesponjas utilizando para ello membranas de glóbulos rojos, de forma que en cada glóbulo se pueden almacenar más de 3.000 nanopartículas, presentando cada una un tamaño aproximado de 85 nanómetros. Ya que estas células de la sangre suelen ser objetivos potenciales de las toxinas bacterianas, esta estrategia sirve como «señuelo», por lo que podemos absorber con estas «esponjas artificiales» las sustancias perjudiciales secretadas por las bacterias, y de esta manera, desviarlas de sus objetivos naturales y evitar la expansión de la infección bacteriana.
Gracias a este avance, se ha conseguido una mayor supervivencia en ratones infectados con determinadas cepas de microorganismos. Aunque este resultado es sin duda prometedor, aún se necesitan más estudios que confirmen estos avances preliminares.
Nanotecnología contra enfermedades neurodegenerativas
Otra de las innovaciones que la nanotecnología puede dar en medicina es ayudar en la cura y el tratamiento de enfermedades relacionadas con el cerebro. Debido a la existencia de una verdadera «empalizada» en nuestro sistema nervioso central, conocida como barrera hematoencefálica (BHE), que permite el paso de sustancias hacia nuestro cerebro de forma muy selectiva.
Esta acción, que se produce de manera natural, supone a veces un problema para el desarrollo de fármacos, ya que a menudo presentan un tamaño demasiado grande como para superar dicha BHE. Eso provoca grandes inconvenientes en la búsqueda de tratamientos terapéuticos contra enfermedades neurodegenerativas, tales como el mal de Alzhéimer, el Parkinson, o en la cura de determinados tumores cerebrales.
Por suerte, también la nanotecnología puede ayudarnos en este cometido. En un artículo publicado en Nature Communications, investigadores de la Universidad de Florida demostraron que se podían utilizar nanopartículas para acoplarlas a tratamientos antirretrovirales convencionales, de forma que pudieran actuar en el cerebro, algo que antes no podía realizarse.
Este avance supone un primer paso para el tratamiento de otro tipo de enfermedades que afectan al cerebro, y es una muestra más de que la nanotecnología tiene mucho que decir en el ámbito biomédico. Como anticipara hace años Feynman en aquellas conferencias, esta disciplina científica, por pequeña que sea, tiene un gran futuro por delante, y sin duda, las innovaciones en este área repercutirán en una mejora en el diagnóstico de enfermedades y en el tratamiento de nuestra salud.
