Aplicaciones de la nanomedicina para la salud
Por Doctor Adolfo Virgen Ortiz*
La nanomedicina se define como el uso de la nanotecnología en la medicina con el objetivo de mejorar una condición ya sea en el diagnóstico, prevención y en el tratamiento de algunas enfermedades como la diabetes mellitus, el cáncer, enfermedades cardiovasculares, entre otras. La nanotecnología es una ciencia que incluye un conjunto de herramientas y estrategias metodológicas que permiten trabajar o manipular la materia en una escala nanométrica (1-100 nm) con la finalidad de obtener materiales o estructuras con nuevas propiedades físicas, químicas y biológicas.
El científico japonés Norio Taniguchi, en 1974 fue el primero en usar el término de nanotecnología, sin embargo, el gran inspirador reconocido como el padre de la nanotecnología es Richard Feynman, físico estadounidense que en 1959 sugirió la manipulación de la materia en esas escalas métricas.
El desarrollo tecnológico en los métodos de observación de la materia y obtención de imágenes con microscopía electrónica y de barrido le dieron la razón a Feynman y hoy en día es posible estudiar la materia a nivel atómico y molecular lo cual ha permitido un avance importante de la nanotecnología en sus diferentes aplicaciones y entre ellas, en el campo de la medicina.
En la actualidad, existen investigaciones que han demostrado que algunos nanomateriales pueden ser usados para el diagnóstico de enfermedades, por mencionar algunos ejemplos: 1) Los nanotubos de carbono para diagnosticar diabetes, 2) Las nanopartículas de oro para el Covid-19, 3) El óxido de grafeno para cáncer de próstata y, 4) Las nanopartículas de sílice para el VIH o sida.
Por otra parte, en el área de la nanomedicina, se han realizado investigaciones científicas con diseños experimentales biológicos para evaluar los efectos terapéuticos de nanopartículas metálicas (nanoterapia).Los resultados que se han obtenido muestran el potencial que tienen algunos metales como la plata, el oro y el cobre en forma de nanopartícula con actividad antimicrobiana, antifúngica, antiviral, antidiabética y anticancerígena y la magnitud del efecto que tienen puede variar dependiendo de su tamaño y forma, así como de la concentración o dosis que se utilice. Existe evidencia importante del potencial terapéutico de las nanopartículas metálicas, pero el gran reto de la nanoterapia también consiste en que las nanopartículas no tengan efectos adversos o tóxicos para el organismo, en este contexto se han desarrollado métodos de síntesis para obtener nanopartículas metálicas que sean compatibles con el ser humano y amigables con el medio ambiente.
Dos de estas estrategias son el uso de extractos de plantas o microorganismos como medio de reacción química para llevar a cabo la biosíntesis de estas nanopartículas. Avances experimentales con biosíntesis muestran que las nanopartículas pueden incrementar su efecto terapéutico y disminuir los efectos adversos convirtiéndose en buenas candidatas para el tratamiento de ciertas enfermedades.
Sin embargo, en el tratamiento de enfermedades, una de las preocupaciones constantes del personal médico es disponer de medicamentos con mejor eficacia farmacológica, es decir que tengan un mejor efecto, y para lograrlo, un proceso clave es que el fármaco llegue a su sitio de acción para que genere su efecto. En este sentido, se han desarrollado sistemas de liberación de fármacos que permiten tener un mayor control del efecto que se produce. Usando nanotecnología, se han diseñado y probado a nivel experimental diferentes nanotransportadores de fármacos como nanopartículas lipídicas sólidas, dendrímeros, nanopartículas poliméricas, liposomas, micelas poliméricas, nanotubos de carbono, nanopartículas tipo virus y nanopartículas de sílice mesoporosas.
Algunos de estos nanotransportadores también pueden ser diseñados para que respondan a ciertos estímulos físicos como la temperatura y la luz, así como a estímulos químicos como pH, potencial redox y enzimas, propiedades que mejoran aún más su especificidad sobre el sitio de acción donde se libera el fármaco. Se ha demostrado que estos nanotransportadores mejoran la absorción, estabilidad, biodisponibilidad y liberación controlada de los fármacos logrando un tratamiento más efectivo de las enfermedades. En el caso del cáncer y diabetes, existen resultados científicos prometedores usando estos nanotransportadores para aumentar la eficacia y disminuir los efectos secundarios de los fármacos que se usan en la actualidad para el tratamiento de estas enfermedades.
Otra aplicación importante de la nanotecnología es en la medicina regenerativa en células, tejidos y órganos (medicina nanoregenerativa). Diversos estudios usando nanotecnología están enfocados en lograr la regeneración de piel, hueso, cartílago, tejido cardiaco, tejido nervioso y ocular. Nanopartículas de algunos óxidos se han usado con estos fines (óxidos de cerio, hierro, titanio, grafeno), nanofibras de péptidos, nanotubos de carbono y nanohidroxiapatita por mencionar algunos ejemplos. En la actualidad se tienen avances científicos importantes aplicando nanomateriales como en el tratamiento para la regeneración de piel, un problema de salud grave en pacientes con pie diabético o que sufren quemaduras.
En conclusión, el desarrollo y aplicación de la nanotecnología en la medicina mejorará el diagnóstico, prevención y tratamiento de enfermedades de mayor prevalencia en México y el mundo.
Algunos artículos científicos del tema publicados por el autor:
• https://www.chalcogen.ro/927_Virgen.pdf
• https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0254058420301310
• https://www.mdpi.com/2079-4991/11/9/2319
*Profesor investigador del Centro Universitario de Investigaciones Biomédicas; coordinador del posgrado en Ciencias Fisiológicas; docente de los posgrados en Ciencias Fisiológicas y Ciencias Médicas y de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Colima
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