Nanomedicina, qué es, usos en medicina

Nanomedicina, resumen o esquema
Paradais Sphynx/CC BY 2.0

Para la década de 1980 se daba inicio formal a la nanotecnología, la cual se encarga de estudiar, manipular la materia a nivel molecular, así como diseñar dispositivos y herramientas para diversos sectores como la ingeniería, las tecnologías de comunicación, energía y por supuesto la ciencia; con los grandes avances en esta materia se pretende mejorar y crear nuevos dispositivos que ayuden a elevar la calidad de vida de las personas. Este artículo aborda en sus líneas la aplicación de esta tecnología en el área médica, por lo cual lleva por nombre nanomedicina.

¿Qué es la nanomedicina?

Como se explicó con anterioridad, la nanotecnología posee diferentes vertientes o disciplinas en la que se puede desarrollar, la nanomedicina es una disciplina que tiene como objetivo principal desarrollar y emplear herramientas que permitan diagnosticar con eficacia y exactitud diferentes tipos de enfermedades, también puede prevenirlas e incluso tratarlas cuando apenas se encuentre en las primeras fases de desarrollo.

Para lograr estos objetivos la nanomedicina utiliza implementos a una escala muy pequeña, característica de la que deriva su denominación (nanómetro del latín nanus, enano), en términos de medición 1 nanómetro es la milmillonésima parte de 1 metro; estos implementos al poseer un tamaño tan pequeño pueden interactuar fácilmente con el exterior de la célula e incluso penetrarlas, además pueden llevar consigo cargas de medicamentos que son dirigidos específicamente a un compartimiento u organelo, lo que proporciona una serie de ventajas al compararlo con medicamentos convencionales.

Usos de la nanomedicina

En los siguientes párrafos trataremos de los usos más relevantes de la nanomedicina.

Liberación controlada de fármacos

La nanomedicina posee distintas áreas en la cual puede ser utilizada como una herramienta de gran utilidad, la primera de ellas es la liberación de fármacos. El empleo de herramientas nanotecnológicas para la liberación de fármacos se basa en que estas pueden dirigirse a sitios blancos específicos (algún tejido, célula, organelos), en donde a través de diversos estímulos como pH, procesos enzimáticos, temperatura, entre otros, liberan el fármaco en el sitio indicado, así mismo estas herramientas pueden llevar consigo más de un solo fármaco por lo que se pueden realizar terapias combinadas, también pueden transportar macromoléculas como péptidos, proteínas y ácidos nucleicos. Las herramientas o nanosistemas que se construyen para la liberación de fármacos son de varios tipos, pero se pueden clasificar en dos grandes grupos que son:

Nanoestructuras orgánicas: fabricadas por medio de la utilización de materiales poliméricos, con los cuales se fabrican elementos como nanoesferas, nanocápsulas, micelas, liposomas, dendrímeros.

Nanoestructuras inorgánicas: en este caso se incluyen las nanoparticulas que pueden estar constituidas por óxidos metálicos, de silica mesoporosa y nanotubos de carbono.

Métodos de diagnóstico

Otro de los usos que proporciona la nanomedicidina es el diagnóstico de distintas enfermedades con alto grado de eficacia, para ello, se ha desarrollado un variado grupo de dispositivos en miniatura “nanodispositivos”, mediante los cuales se intenta diagnosticar una enfermedad tanto a nivel celular como molecular, por medio de nanobiosensores y nanosistemas de imagen, que permiten la detección tanto in vitro como in vivo y en tiempo real de un analito determinado con una alta sensibilidad.

Nanosistema de imagen

En los dispositivos para el diagnóstico de imagen se utilizan nanopartículas que son semiconductoras, de material metálico o magnético, las cuales funcionan como agentes de contraste que permiten aumentar la sensibilidad, además de proporcionar una mejora en la imagen por contraste en estudios in vivo.

Entre los usos que tiene estos dispositivos están la resonancia magnética nuclear, espectroscopia y fluorescencia, microscopios de campo próximo y electrónicos, tomografía electrónica, marcadores y agentes de contraste, entre ellos los puntos cuánticos, nanopartículas magnéticas y nanopartículas metálicas.

Biosensores

Los biosensores son nanodispositivos que pueden reconocer cualitativa y cuantitativamente a una molécula biológica o química, todo en tiempo real. Estos nanobiosensores tienen la ventaja de que no necesitan ningún marcador de tipo radioactivo o fluorescente para ser analizados, en cambio, están constituidos por un receptor biológico como enzimas, anticuerpos, ADN, que son los encargados de detectar y reconocer cualquier sustancia sea química o biológica, además de contener un sensor con la capacidad de medición de este reconocimiento y de traducirlo a una señal que se puede cuantificar. Estos se pueden clasificar en varios tipos, entre los que se encuentran los nanobiosensores fotónicos, nanoplasmónicos y los biosensores nanomecánicos.

Terapias mediante nanomedicina

Además de elementos de diagnóstico y sistemas de imagenología, la nanomedicina puede emplearse como métodos terapéuticos contra varias enfermedades, una de ellas y en la que más se ha querido trabajar es en el empleo contra tumores cancerígenos. En este caso se pueden utilizar nanopartículas magnéticas o metálicas, las cuales responden a la aplicación de un campo magnético de baja intensidad o irradiación con luz infrarroja respectivamente, con lo cual pueden hacerlas vibrar y de esta manera generar calor que destruya a las células tumorales. El empleo de estos sistema muestra sus ventajas, pues se presume que los efectos adversos son mucho menores que los fármacos convencionales.

De igual manera otros campos de la medicina también se ven favorecidos con el empleo de la nanomedicina, entre estos podemos mencionar las terapias a nivel cutáneo, la nanomedicina regenerativa, cuya importancia radica en que ayuda a reconstruir tejidos, órganos dañados y enfermos, estimula a las células del cuerpo para que ellas mismas puedan reconstruir a estos tejidos.

Toxicidad

Como ya se ha podido demostrar, la nanomedicina posee un gran potencial de desarrollo en diversas áreas médicas, por lo que puede servir tanto para el diagnóstico como para el tratamiento de diversas enfermedades, pero como todo agente terapéutico puede acarrear efectos negativos para la salud de las personas.

En el caso de la nanomedicina, se siguen estudiando los posibles efectos que pueden ocurrir con el uso de estas tecnologías, se ha logrado observar que algunas nanopartículas no son nocivas en su estado individual, pero si se agregan una cantidad considerable de ellas pueden cambiar su estado fisicoquímico y con ello volverse tóxicas, de igual manera algunas partículas pueden reaccionar junto con otras biomoléculas incluyendo el ADN, por lo que se deben estudiar cada una de estas interacciones para comprender la seguridad de estas nanopartículas. Igualmente muchas de ellas no pueden ser reconocidas por el sistema inmunológico, por lo que podrían llevar consigo elementos tóxicos por el torrente sanguíneo sin que el cuerpo lo detecte.

Autores cosultados

  • Arias, J. & Palma, M. (2019).
  • Blanco, D.; Pérez, A.; Acuña, A.; Carreño, J. (2011).
  • Delgado, G. (2007).
  • Gómez, A. (2017).
  • Irache, J. (2008).
  • Rojas-Aguirre, Y.; Aguado-Castrejón, K.; González-Méndez, I. (2016).
  • Torchilin, V. (2014).