septiembre 2010 Opinión Médica2 ciencia saludy

La “nanotecnología” la lleva-mos con nosotros ya sea en nuestros celulares, laptops, iPod nano, cremas denta-

les, cremas con filtro solar hasta en lavadoras, neveras, pinturas o lim-pia cristales1. El término fue acuña-do en 1974 por el japonés Taniguchi Norio y fue Richard Feynman (pre-mio Nobel de Física en 1965) con su famosa conferencia titulada “Hay mucho espacio en el fondo”, quien marcó un hito para el desarrollo de la nanotecnología, haciendo ver la posibilidad de mover las cosas áto-mo por átomo2.

La nanotecnología se define como un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro (<10-6 m), es decir a nivel de átomos y moléculas; lo habi-tual es que tal manipulación se pro-duzca entre 1 y 100 nanómetros3. El prefijo nano hace referencia a la mi-llonésima parte de 1 metro. 1 átomo es la quinta parte de esa medida, es decir 5 átomos puestos en línea su-man 1 nanómetro (10-9). Ahora bien todos los materiales, dispositivos é instrumentos que entren dentro de esa escala de 5 a 100 átomos pueden considerarse nanotecnología.

Cuando la nanotecnología se aplica al diagnóstico, tratamiento, monitoreo y control de sistemas biológicos es denominada nanome-

Nanotecnología aplicada a la medicina

dicina5. La Nanomedicina ha creci-do explosivamente en los últimos 5 años, el 75 % de las publicaciones y el 60% de las patentes correspon-den a nano-SED (nano Sistemas de Entrega de Drogas)6. Esta ra-ma de la nanotecnología agrupa tres áreas principales: 1) La libe-ración dirigida de fármacos, 2) El nanodiagnóstico, y 3) La medicina regenerativa5.

1.- Liberación dirigida de fár-macos con Nanosistemas: Estos actúan como transportadores de medicamentos en el cuerpo huma-

no, aportando una mayor estabilidad de la droga frente a la degradación, y facilitando su difusión a través de las barreras biológicas, lo cual se traduce en un acceso directo a las células diana, atacando así la pato-logía a nivel molecular. Si utilizamos “nanosistemas” conteniendo medi-camentos antitumorales, facilitaría-mos el acceso directo del fármaco a las células cancerígenas reduciendo la acumulación del mismo en célu-las sanas, disminuyendo los efectos tóxicos de la “Quimioterapia”7. En-tre los nanosistemas de liberación

de fármacos tenemos:a.- Dendrímeros (Moléculas

artificiales): Son estructuras tri-dimensionales ramificadas a es-cala nanométrica diseñadas para introducir drogas antineoplásicas directamente en células tumorales; estos dendrímeros cuentan con va-rios extremos libres que pueden transportar moléculas de distinta naturaleza, desde fármacos hasta moléculas fluorescentes. El Dr. Ja-mes Baker incorporó moléculas en los brazos o ramas de estos dendrí-meros entre ellas el metotrexate, y el ácido fólico. Estos dendrímeros actúan como “un caballo de Troya” y así como transportan la vitamina también pueden transportar el fármaco que destruya a las células tumorales2,8.

b.- Nanopartículas7,8: Entre ellas tenemos las “Nanocápsulas”, donde el principio activo se en-cuentra en el interior de la cavidad, rodeada de una membrana polimé-rica, y las “Nanoesferas”, estas son matrices poliméricas en las que el fármaco se encuentra disperso de forma homogénea.

La Dra. María José Alonso (Uni-versidad Santiago de Compostela, España) desarrolló nanopartículas que permiten administrar en for-ma de gotas nasales algunas va-cunas que hasta ahora debían in-yectarse como la anti-tetánica y la anti-diftérica, así como también la vacuna de la Hepatitis B. También se están utilizando nanopartículas para administrar la insulina por vía oral, nasal o pulmonar. En Boston la doctora Tejal Desai, ha creado un dispositivo para ser inyectado en el torrente sanguíneo y actuar como páncreas artificial, liberan-do insulina. La técnica consiste en encapsular células productoras de insulina en contenedores con pare-des con nanoporos; las paredes de la cápsula impiden que las células productoras de insulina sean reco-nocidas por anticuerpos, y los po-ros permiten la liberación de insu-lina y la entrada de nutrientes.

c.- Liposomas: Son vesículas es-féricas constituidas por una o más

Dra. María a. annunziato

Médico internista-infectólogo Médico adjunto de Bandesir

Un sentido de escala4

2 mm 2x10-3 m Tamaño de una pequeña hormiga100 micras 1x10-4 m Tamaño de un grano de sal 100 micras 1x10-4 m Diámetro del óvulo fertilizado en humanos10 micras 1x10-5 m Diámetro de la célula en el cuerpo humano promedio1 micra 1x10-6 m t Tamaño de bacteria típica1 micra 1x10-6 m Diámetro de un espermatozoide75 nm 7.5x10-8 m Tamaño del virus típico2 nm 2x10-9 m Diámetro de hélice de ADN5 nm 5x10-9 m Diámetro de la molécula de insulina 6 nm 6x10-9 m Diámetro de una molécula de hemoglobina

La nanotecnología se define como un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro (<10-6 m), es decir a nivel de átomos y moléculas; lo habitual es que tal manipulación se produzca entre 1 y 100 nanómetros3

Las Células no capturan macroni micro objetos

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bicapas lipídicas, donde el princi-pio activo puede encapsularse en el interior de la vesícula o en las bicapas. Estos por su tamaño, ge-neralmente menor de 150 nm, pue-den ser manipulados a nanoescala permitiendo controlar la farmaco-cinética y biodistribución de dro-gas así como también disminuir su toxicidad; por este motivo algu-nos investigadores de la Universi-dad Nacional de Quilmes (Argen-tina), estiman que los liposomas deberían ser considerados como los más estudiados del Tsunami de los nano-objetos aplicados a la entrega de drogas 6,9.

Las Doctoras Eder Romero y María José Morilla de la Universi-dad Nacional de Quilmes, han de-sarrollando liposomas en los cua-les se han incluido drogas para el tratamiento de la enfermedad de chagas, como nuevas estrategias terapéuticas para dicha patología, obteniendo como resultado el 100% de eliminación de nidos de amas-tigotes de Tripanosoma cruzi in vitro. Estas doctoras también de-sarrollaron liposomas con drogas para el tratamiento y erradicación de parásitos intracelulares de Leis-hmania. En Venezuela se están de-sarrollando liposomas con inclu-sión de fármacos antivirales, los

cuales se encuentran actualmente en fase de estudio 9,10.

d.-Micelas: Estructuras supra-moleculares resultado de ordena-ción y agregación de moléculas anfifílicas tipo tensoactivos, lípidos o polímeros. Los fármacos son en-capsulados en el interior de la mi-cela y la superficie hidrofílica pro-tege el contenido.

2.- Nanodiagnóstico: Con la na-notecnología nos adentramos en la era del diagnóstico molecular, so-fisticado y preciso; ésta ha contri-buido a la creación de los biochips o microarrays los cuales permiten conseguir en poco tiempo abun-dante información genética y se utilizan frecuentemente para crear perfiles de expresión genética o “huellas genómicas” de los diferen-tes tipos de tumor7,11. En Venezue-la ya contamos con estos biochips, entre ellos tenemos el test de aná-lisis de la expresión genética de 70 genes representativos del cáncer de mama (Aprobado por la FDA), una herramienta que añade infor-mación y pronostica sobre el ries-go de recidiva en estos pacientes. El test puede predecir, qué muje-res no van a sufrir una recaída en los 5 ó 10 años posteriores a la ciru-gía con una certeza del 95%, permi-tiendo detectar y tratar a pacientes

con alto riesgo de recidiva que con los criterios clínico-patológicos ha-bituales no habrían sido identifica-das y evita además la quimioterapia en pacientes (bajo riesgo) que no la necesitan12. En el país también contamos con otro biochip genéti-co que permite identificar el tumor primario en pacientes con cáncer de localización primaria desconoci-da, con una precisión aproximada del 80%13.

3.- Medicina Regenerativa14: La nanomedicina regenerativa persigue la reparación o reempla-zamiento de tejidos y órganos me-diante la aplicación de métodos procedentes de terapia génica, te-rapia celular, dosificación de sus-tancias bio-regenerativas e inge-niería tisular.

Los “Nano-robots”, están siendo utilizados como máquinas mole-culares de reparación que viajan a través del torrente sanguíneo, con capacidad de actuar sobre el ADN

(enfermedades genéticas), modifi-car proteínas o incluso destruir cé-lulas completas, en el caso de tumo-res. En el Instituto de Fabricación Molecular de California, el investi-gador Robert Freitas, ha diseñado una especie de glóbulo rojo artificial el “respirocito”, un robot esférico (1 micra de diámetro) que imita la ac-ción de la hemoglobina natural de los glóbulos rojos, pero con la capa-cidad de liberar hasta 236 veces más oxígeno por unidad de volumen que un glóbulo rojo natural7.

En resumen, hoy por hoy, pode-mos observar que la nanomedi-cina es ya una realidad que está produciendo avances en el diag-nóstico, prevención y tratamiento de las enfermedades que constitu-yen un problema actual en la mor-bi-mortalidad y calidad de vida de la población, cuyo objetivo debe estar encaminado al desarrollo de la ciencia y al bienestar de la sociedad.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS1.- http://tecnologia.com 2.- Cintas Izarra LM. Nanotecnología: la revolución industrial del Siglo XXI. Madrid (UCM), 16 de agosto 2006, No.2,p.11.3.- Nanotecnologia. De Wikipedia, la enciclopedia libre [citado Jul 2008]. Disponible en: http://www.wikipedia.org4.- Un Sentido de Escala. Disponible en http://www.falstad.com/scale/5.- Figueira Pimentel L, Tavares Jácome A Júnior, Furtado Mosqueira V, Santos-Magalhães C, Nerei-de S. Nanotecnologia farmacéutica aplicada ao tratamento da malária. Rev Brasileira Cienc Farm. 2007;43(4). 6.- Romero, E; Morilla M. La disrupción de la na-notecnología en el mundo farmacéutico. Dispo-nible en: www.aqfu.org.uy/informacion/index.php?Id=512&Pdf=1&Lan=es7.- http://www.portalciencia.net/nanotecno/nano-medicina.html

8.- Permite nanotecnología luchar contra cáncer [ci-tado Jul 2008]. Disponible en: http://www.eluniversal.com/index.html9.- “Nanomedicinas: millones de herramientas en la cabeza de un alfiler”, Romero & Morilla. Ciencia Hoy, Vol 17, n 100; pág:22-23. Agosto 2007.10.- Morilla MJ, Montanari J, Frank F, Malchiodi E, Co-rral R, Petray P, Romero EL. “ Etanidazole in pH-sensiti-ve liposomes: design, characterization and in vitro/in vivo anti-Trypanosoma cruzi activity”. J Control Relea-se. 2005 Apr 18;103(3):599-607.11- De Risi J, et al. 1996. Use of a cDNA microarray to analyse gene expression patterns in human cancer. Nat. Genet. 14: 457-460.12.- www.agendia.com13.- www.ferrerincode.com14.- Lechuga LM, Martínez Alonso C. Nanobiotecno-logía: Avances Diagnósticos y Terapéuticos. Revista de investigación en Gestión de la Innovación y Tecnología. Nanociencia y Nanotecno-logia II. 2006(35). Marzo-Abril.

Liberación dirigida de fármacos con Nanosistemas

Informe de vigilancia tecnológica de nanomedicina. Madrid

Microarray