La nanobiotecnología: Un viaje fantástico

Desarrollar nanopartículas capaces de identificar las células malignas, adherirse a ellas y destruirlas térmicamente; o bien, depositar medicamentos con gran precisión.

Herramientas que ayudan a desarrollar aplicaciones en sistemas biológicos como el cuerpo humano, por ejemplo las nanopartículas.

Nanopartículas de plata

El tratamiento de enfermedades como el cáncer y el transporte de medicamentos, son solo algunas de las aplicaciones de la nanobiotecnología. Para estos casos el objetivo es desarrollar nanopartículas capaces de identificar las células malignas, adherirse a ellas y destruirlas térmicamente; o bien, depositar medicamentos con gran precisión.
La doctora Lilia Meza Montes dijo que los anteriores escenarios hacen recordar la película “Un viaje fantástico” (Richard Fleischer, 1966), en el que un grupo de científicos desarrollaba una máquina que, al reducirla de tamaño, les servía de vehículo para introducirse al cuerpo de otro investigador con la finalidad de destruir un virus que atacaba su cerebro. “Lo que en ese momento parecía ciencia-ficción, hoy la nanobiotecnología podría hacerlo realidad”, enfatizó.
Apuntó, durante su charla “La nanobiotecnología: Un viaje fantástico”, en el marco de las conferencias Domingos en la Ciencia de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), que para empezar a entender los alcances que la nanobiotecnología tiene es necesario explicar su diferencia de la nanoelectrónica, la cual se enfoca en el desarrollo de dispositivos electrónicos del tamaño de nanómetros (“nano”, es la millonésima parte de un milímetro); mientras que la nanobiotecnología diseña herramientas que ayudan a desarrollar aplicaciones en sistemas biológicos como el cuerpo humano, por ejemplo las nanopartículas.
La especialista en las propiedades electrónicas de sistemas semiconductores de baja dimensionalidad, resaltó que el objetivo de la nanobiotecnología es desarrollar nanopartículas que cumplan con ciertas funciones dentro del cuerpo humano.
Actualmente, precisó, ya se puede controlar el tamaño de las partículas y ahora el objetivo es lograr su “funcionalización”, que es un proceso mediante el cual se recubre a la nanopartícula de ciertas moléculas para que se comporte de una manera muy específica.
“Ya podemos obtener estas nanopartículas en el laboratorio y podemos controlar su tamaño. En la actualidad, se realizan estudios que nos ayudan a predecir qué moléculas deben tener los recubrimientos para que puedan adherirse a ciertas células, lo cual es fundamental”, señaló.
Indicó que para que una nanopartícula pueda ser utilizada en un ambiente biológico, requiere de un tratamiento que consiste en su recubrimiento para que al introducirla en el cuerpo humano pueda “camuflarse” y no ser destruida por las defensas naturales del cuerpo humano como son los glóbulos blancos.
Lilia Meza Montes, integrante de la AMC, describió que el proceso inicia con el recubrimiento de la nanopartícula con algún polímero, ya que la tendencia natural de dos partículas que están juntas es adherirse. Posteriormente, se le coloca un camuflaje para que no sea identificada por los glóbulos blancos; y finalmente, se le provee de una molécula que le permite detectar la célula específica a la que va dirigida y se pegue a ella y no a otra.
“En el caso del cáncer, por ejemplo, el objetivo es desarrollar nanopartículas capaces de identificar las células malignas, adherirse a ellas y destruirlas”, apuntó.

Una destrucción programada

Una de las acciones de las nanopartículas magnéticas es la apoptosis (o muerte programada de las células). Esto se puede lograr utilizando un campo magnético que propicie que la nanopartícula se caliente y aumente la temperatura de su entorno provocando la muerte de la célula maligna. Un resultado similar se obtiene con partículas de oro en forma cilíndrica, en este caso se calientan aplicando luz infrarroja.
“Otra forma de aplicarlas es introducir las partículas magnéticas que, al propiciar un campo magnético, hace que se unan y destruyen así a las células malignas. Cómo o por qué lo hacen, todavía no lo sabemos muy bien, pero se está estudiando. Lo que sí se sabe es que funciona. Esto ya se ha observado en el pez cebra, en el que se ha probado esta técnica en el especimen vivo y se ha visto que funciona”.
Otra de las funciones que podrían tener las nanopartículas es el transporte de medicamentos. Lilia Meza indicó que el objetivo es diseñar partículas que lleguen directamente a una zona específica y programarlas de tal forma que solo ahí liberen el medicamento, esto disminuiría en gran medida los efectos secundarios de muchos fármacos, ya que su acción sería muy focalizada.
“Lo anterior se ha probado en conejos que sufren procesos inflamatorios en el cerebro relacionados con la parálisis cerebral. Las nanopartículas portan el fármaco antiinflamatorio depositándolo en la zona afectada. Todos estos tratamientos están aún en etapa de prueba, falta analizar su aplicación en los seres humanos y determinar los efectos secundarios”.

La pintura antigrafiti

La doctora Lilia Meza comentó que aunque en México aún falta mucho por investigar en materia de nanociencias y nanotecnología, nuestro país ya cuenta con una primera patente en esta área. Se trata de la pintura antigrafriti. Este producto basado en la nanotecnología fue desarrollado hace algunos años por un grupo de investigadores del Departamento de Física Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto de Física de la UNAM.
Se trata de un recubrimiento denominado Deletum 3000, que ya es una marca registrada y comercializada. Es un producto hidrófobo y oleófobo, es decir, que repele el agua y el aceite, por lo que nada se le adhiere. De esta forma, la pintura evita que los grafitis se queden en las paredes, ya que basta lavar con una esponja y jabón la parte afectada para limpiar la superficie.

AMC