Viaje al interior del cuerpo

Los amantes del cine de ciencia-ficci¨®n habr¨¢n visto en la pel¨ªcula Yo, robot c¨®mo los buenos desactivaban al malvado superordenador jefe de la rebeli¨®n de las m¨¢quinas mediante una inyecci¨®n de nanorrobots. Estos dispositivos del tama?o de algunos virus, lejos de ser una invenci¨®n cinematogr¨¢fica, toman forma de realidad en los laboratorios m¨¢s vanguardistas del mundo y en un futuro todav¨ªa sin fecha fija podr¨ªan estar circulando por nuestras venas como centinelas encargados de detectar y destruir cualquier tipo de amenaza para el organismo, ya sean c¨¦lulas tumorales o virus y bacterias. Otras estirpes de estos min¨²sculos prodigios podr¨ªan ser dise?adas para proporcionar desde la sangre datos continuos sobre los niveles de glucosa de una persona diab¨¦tica, para desarrollar f¨¢rmacos en forma de bombas inteligentes que atacan a un solo tipo de c¨¦lulas o incluso para crear nanof¨¢bricas productoras de vitaminas, hormonas y hasta ox¨ªgeno.

En oncolog¨ªa se trata de insertar instrucciones en el dispositivo para que se dirija s¨®lo a la c¨¦lula tumoral

En Espa?a ya se venden nanopart¨ªculas programadas para pruebas diagn¨®sticas

Con semejante cartera de potenciales aplicaciones no es extra?o que la nanotecnolog¨ªa se haya convertido en uno de los principales focos de la inversi¨®n, tanto p¨²blica como privada, en sectores tan diversos como la inform¨¢tica o la medicina. Un ejemplo de ello es un plan a cinco a?os anunciado por el Instituto Nacional del C¨¢ncer de EE UU para desarrollar sus aplicaciones en el diagn¨®stico y tratamiento de tumores.

En Espa?a tambi¨¦n hay un creciente inter¨¦s. Hace tres a?os se cre¨® en Catalu?a una Red de Nanotecnolog¨ªa para aplicaciones en medicina a cuyas reuniones anuales asisten investigadores y empresas. Seg¨²n uno de los integrantes de la Red, Carlos Serna, profesor de investigaci¨®n del Instituto de la Ciencia de Material, se ha observado una notable progresi¨®n. "Ya hay varias compa?¨ªas peque?as que est¨¢n vendiendo nanopart¨ªculas programadas para realizar varias pruebas diagn¨®sticas". El Parque Cient¨ªfico de Barcelona alberga un laboratorio de nanobioingenier¨ªa en el que trabajan investigadores de la Universidad de Barcelona y de la Universidad Polit¨¦cnica, que dispone del complejo utillaje necesario para la fabricaci¨®n de estructuras nanom¨¦tricas.

Nano significa mil millon¨¦sima de metro y es la escala en la que se mueven algunas mol¨¦culas o los virus. En el nanomundo muchos de los materiales que se conocen tienen un comportamiento totalmente diferente, lo que hace que se abra un universo de nuevas posibilidades, aunque este hecho tambi¨¦n suscita incertidumbre sobre sus efectos negativos. Uno de los elementos m¨¢s empleados es el carbono, el m¨¢s abundante en los organismos vivos. Precisamente a partir de ¨¦l, investigadores de la Universidad de Illinois (EE UU) han creado estructuras cil¨ªndricas min¨²sculas, conocidas como nanotubos, a las que han enganchado dos tipos de mol¨¦culas de forma que cuando la glucosa se une al dispositivo, ¨¦ste se ilumina. "Cuanta m¨¢s glucosa, m¨¢s brilla el nanotubo", explica Michael Strano, autor principal del trabajo. Los nanosensores se podr¨ªan introducir en el organismo y captar sus emisiones mediante un l¨¢ser de luz infrarroja. La intensidad indicar¨ªa los niveles de az¨²car.

Una idea similar, pero empleando nanopart¨ªculas magn¨¦ticas de ¨®xido de hierro con un recubrimiento especial, ha sido empleada por cient¨ªficos del Hospital General de Massachusetts (EE UU) para localizar met¨¢stasis ganglionares en pacientes con diferentes tipos de c¨¢ncer. Inyectadas por v¨ªa intravenosa, viajan hac¨ªa los ganglios linf¨¢ticos, una vez all¨ª se recogen sus ondas mediante t¨¦cnicas de resonancia magn¨¦tica. La fotograf¨ªa que se obtiene es distinta seg¨²n haya o no c¨¦lulas tumorales. Ahora, esta informaci¨®n se obtiene mediante cirug¨ªa. Pero, adem¨¢s, la t¨¦cnica proporciona otra opci¨®n extraordinaria: con la ayuda de programas inform¨¢ticos espec¨ªficos se puede reconstruir en 3-D la imagen de la zona estudiada.

En el cap¨ªtulo de los tratamientos contra el c¨¢ncer es en el que se encuentra el Dorado de las aplicaciones m¨¦dicas y no s¨®lo por el inmenso horizonte de posibilidades, sino porque algunas de las estrategias est¨¢n basadas en el empleo de part¨ªculas con un ba?o de oro. En principio, todas las nanoterapias siguen fundamentalmente dos caminos: la bomba por control remoto o la lanzadera de f¨¢rmacos. En ambos casos, se trata de insertar instrucciones en la estructura de las nanopart¨ªculas de forma que se dirijan s¨®lo a las c¨¦lulas cancerosas. En general, las ¨®rdenes vienen escritas en forma de mol¨¦culas que reconocen se?ales espec¨ªficas del tumor.

La actividad destructora de las bombas por control remoto depende de una fuente de energ¨ªa externa que al ser aplicada hace que los min¨²sculos elementos infiltrados en el tumor aumenten de temperatura y destruyan la masa maligna. En las lanzaderas de f¨¢rmacos, el principio es m¨¢s simple: las nanoestructuras llevan como pasajero, en el interior o en la superficie, un f¨¢rmaco antitumoral que llevan hasta el foco de la enfermedad.

Sobre estas dos modalidades las posibilidades se disparan en la medida que las mentes de los cient¨ªficos son capaces de idear variantes en los materiales, las forma de reconocimiento o el tratamiento que se aplica. Incluso un equipo australiano est¨¢ desarrollando un sistema que combina los dos principios. Es una c¨¢psula de pl¨¢stico recubierta de oro que en su superficie porta un rastreador de c¨¦lulas tumorales y en su interior un f¨¢rmaco. Despu¨¦s de inyectar el preparado, las c¨¢psulas se concentrar¨¢n en la zona afectada y en este momento, un disparo de l¨¢ser desde el exterior desencadena la bomba. El oro se funde y con ¨¦l el pl¨¢stico, de modo que el medicamento se libera en el coraz¨®n del tumor.

La medicina regenerativa es otro campo abonado para la nanotecnolog¨ªa. "La esperanza es crear materiales sint¨¦ticos con el mismo tama?o que los componentes biol¨®gicos, pero que evitan los ataques del sistema inmune", explicaba James Baker, fundador del centro de Nanotecnolog¨ªa Biol¨®gica de la Universidad de Michigan (EE UU), en un chat organizado por la revista Science. Un ejemplo del potencial son los sistemas artificiales de visi¨®n que se est¨¢n desarrollando en la Universidad de California del Sur y que "ofrecen la posibilidad de reemplazar la retina con fotorreceptores artificiales".

En una demostraci¨®n de creatividad, Robert Freitas, del Instituto para la Producci¨®n Molecular (EE UU), ha ideado un dispositivo denominado respirocito que permitir¨ªa sustituir a los gl¨®bulos rojos. Seg¨²n ¨¦l, este portento podr¨ªa mantener los niveles de ox¨ªgeno necesarios para sobrevivir con el coraz¨®n parado durante cuatro horas o correr 15 minutos sin respirar. Por ahora, la ¨²nica realidad palpable del respirocito es una simulaci¨®n creada por ordenador que, eso s¨ª, ha ganado un premio.El tiempo juzgar¨¢ los resultados. "En una ventana de entre 10 y 20 a?os probablemente veremos las aplicaciones m¨¢s destacadas", concluye Baker.