Una de las ciencias más recientes que revolucionará el mundo es la nanociencia. Dentro de esta nueva disciplina existen muchos campos de estudio como la biomedicina. El Instituto de Nanociencia de Aragón se encuentra inmerso en varios proyectos de nanobiomedicina con el fin de diagnosticar y tratar las enfermedades más comunes.
Los nanocircuitos son parte elemental de la nanotecnología
Apenas han pasado 50 años desde que el premio Nobel de Física Richard Feynman pronunciara su discurso “En el fondo hay espacio de sobra” en el Instituto Tecnológico de California, considerado como el primer texto apelativo a la nanociencia.
La nanociencia y la nanotecnología son dos disciplinas muy interconectadas entre sí dedicadas al estudio y desarrollo, respectivamente, de nuevas estructuras y aplicaciones de tamaño inferior al micrómetro (0,001 milímetros) y próximas al nanómetro (0,000001 milímetros).
Hoy en día, una de las ciencias que más se aprovecha de esta nueva disciplina es la medicina. Y es que es a nivel microscópico donde posiblemente se encuentren las alteraciones estructurales que provocan las distintas enfermedades. De hecho, gracias a la nanociencia y a la nanotecnología surgió la ingeniería genética que tantas controversias ha generado por las clonaciones o mejoras de especies.
Precisamente, una de las áreas que estudia y desarrolla el Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) es la de nanobiomedicina. Esta área se centra en tres líneas de investigación: nanomateriales para aplicaciones biomédicas, nanoterapia y nanodiagnóstico. Tres líneas muy relacionadas entre sí y que buscan mejorar los diagnósticos de las enfermedades más comunes entre la población así como su tratamiento.
INA, referente internacional en la nanobiomedicina
En el INA se están llevando a cabo desde hace seis años, y en colaboración con el Hospital Clínico Universitario de Zaragoza, varios proyectos relacionados con este tema. En concreto, la principal línea de investigación que están desarrollando en estos momentos es la vectorización de nanopartículas en el interior de células dendríticas para conseguir utilizarlas como terapia contra el cáncer y tumores malignos.
“Las células dendríticas son células del sistema inmunitario que actúan como células presentadoras; es decir, aquellas encargadas de reconocer cualquier sustancia extraña que se presenta en nuestro organismo, ya sea un virus, una proteína diferente, algo que quiere atacar al organismo”, asegura Berta Sáez, una de las investigadoras del INA.
Los tumores, para nutrirse y crecer, necesitan de la formación de nuevos vasos sanguíneos que les permita la llegada de nutrientes a la zona tumoral. Asimismo, los tumores se aprovechan de ciertas células de nuestro organismo para “esclavizarlas” y aprovecharse de su función en beneficio propio. Una de estas células es las dendrítica y es por eso que se pretende aprovechar la “esclavización” de este tipo de células para llegar con ellas a la zona tumoral.
Una hormiga vista a través de uno de los microscopios avanzados del INA
“El objetivo principal del proyecto consiste en vehiculizar nanopartículas magnéticas (partículas de tamaño nanométrico). En este caso, de hierro recubiertas de carbono para evitar la toxicidad y el rechazo por parte del organismo. Las vamos a vehiculizar dentro de la célula dendrítica y una vez comprobado que la ingestión de la partícula por parte de la célula no supone un grado de toxicidad, y la viabilidad de estas células no se vea afectada, el siguiente paso del proyecto sería introducirlas de nuevo en el sistema vía sanguínea para ver si son capaces de llegar a la zona tumoral. Una vez que llegasen a esa zona con un tratamiento de hipertermia magnética podríamos calentar localmente la zona tumoral y con ello destruir las células tumorales malignas”, explica Sáez.
De este modo, se podría hablar de un tratamiento que sería bastante específico y a su vez localizado. De este modo se podrían eliminar las altas toxicidades que, hasta día de hoy, tienen los tratamientos quimioterápicos.
A su vez, el INA lleva a cabo una segunda línea de investigación con el objetivo de inhibir las proteínas implicadas en el desarrollo y crecimiento de las células tumorales. “En este proyecto usamos como sistema animal un pequeño microorganismo marino que utiliza esta proteína para el desarrollo de sus tentáculos y de esta manera minimizamos el uso de animales mas complejos como ratones. Es un proyecto éticamente correcto”, asegura el responsable del grupo de biofuncionalización de nanomateriales del INA, Jesús María de la Fuente.
Atacando directamente a la enfermedad
Como tercera línea de investigación, otro de los proyectos que el INA tiene en marcha es el desarrollo de nuevos sistemas para la liberalización controlada de fármacos. “Utilizando las propiedades de los nanomateriales podemos minimizar la dosis de fármaco antitumorales para así minimizar los efectos secundarios de estos fármacos”, explica De la Fuente.
A raíz de estas investigaciones surgió la empresa spin-off del INA y la Universidad de Zaragoza, NanoImmunoTech. Es la primera empresa de Europa que se dedica a la caracterización fisicoquímica y biológica de nanopartículas que van a ser utilizadas en biomedicina, como la liberalización controlada de fármacos.
La microscopía es fundamental para la nanociencia, y por ende, para la nanobiomedicina
“Si queremos que un fármaco trate una enfermedad en pulmón, el ser humano tiene un sistema inmune que puede reconocer sustancias extrañas que inyectamos en nuestro cuerpo y si las reconoce las saca de circulación, entonces no llegan al sitio donde queremos que hagan un efecto. Para que una nanopartícula tenga una acción terapéutica en el sitio que queramos de nuestro cuerpo tiene que evitar el sistema inmune. Nuestra empresa se dedica a evaluar todas estas características, ver el tamaño, ver si son estables o no, si son tóxicas o no, si pueden llegar al sitio que queramos para después ponerlo en práctica”, asegura una de las investigadoras de NanoImmunoTech, Valeria Grazú.
De este modo se conseguiría una quimioterapia menos agresiva y permitiría actuar directamente sobre el cáncer o tumor.
Asimismo, de manera paralela, los investigadores del INA llevan a cabo un proyecto de diagnóstico de cáncer. “Estamos desarrollando un biosensor basado en nanopartículas magnéticas y pretendemos reconocer nuevos patrones de expresión de proteínas en las células tumorales para poder mejorar la detección de cánceres en estadillos tempranos”, explica De la Fuente.
Sin embargo, hasta que todas estas investigaciones tengan una aplicación médica sobre pacientes humanos todavía habrá que esperar en torno a diez años. Lo que está claro es que la nanociencia ha abierto una nueva vía en la medicina para llegar adonde antes no se podía. De este modo, se abren nuevas perspectivas como la posibilidad de abordar terapias más personalizadas, mediante la administración de medicamentos inteligentes dirigidos y con menos toxicidad, disminuyendo los efectos secundarios en el paciente; así como la posibilidad de diseñar sensores específicos y mejorar la imagen para el diagnóstico de enfermedades.
Publicado el 14 de Mayo del 2010, en el Aragondigital.-
No hay comentarios:
Publicar un comentario