Cómo la nanotecnología podría curar el cáncer y otras enfermedades
Las enfermedades genéticas puede que pronto sean cosa del pasado gracias a la nanotecnología, la cual emplea partículas muy pequeñas para manipular las células y cambiar nuestro ADN.
Así es como a menudo se trata el cáncer hoy en día: un paciente desarrolla un tumor agresivo. Un cirujano realiza una operación para sacar el tumor, pero unas células cancerígenas se quedan, escondiéndose en el cuerpo. Se administra la quimioterapia, debilitando tanto al paciente como a las células cancerígenas. Pero el cáncer no muere; este vuelve y eventualmente “se lleva” al paciente.
Ahora imagina otro escenario. Después de la cirugía, hebras de ADN ancladas en diminutas partículas de oro son inyectadas dentro del área afectada. Las hebras de ADN se ligan a las células tumorales, matándolas directamente, sin la ayuda de la quimioterapia. Las células saludables alrededor de las células tumorales, las cuales no expresan el gen tumoral, quedan intactas.
Así, el paciente queda curado, y sin tener que someterse a quimioterapias por meses y sus terribles efectos colaterales: pérdida de cabello, náuseas y una debilidad extrema.
El futuro de la medicina no se enfocará en tratar los síntomas de la enfermedad, de acuerdo a los investigadores: se concentrará en curarla a nivel genético.
La nanotecnología, la ciencia que trabaja con partículas que son un billón de veces un metro, les está permitiendo a los científicos cambiar la expresión de los genes a nivel celular, potencialmente curando un huésped de enfermedades.
“El desarrollo de la nanotecnología medica en los próximos años tendrá una gran variedad de usos y podría potencialmente salvar un gran número de vidas”, dice Eleonore Pauwels.
La ciencia de usar nanopartículas tuvo su comienzo con una ponencia por el físico teórico Richard Feynman en 1959, pero por las dificultades técnicas, ha sido solo en los últimos 10 años que la tecnología realmente se ha llevado a aplicaciones médicas prácticas.
Averiguar cómo consistentemente crear la nanopartícula correcta, entrar en el tejido correcto, asegurar que no esté degradado y cumpla para lo que fue programado, tomó su tiempo.
La ciencia de la nanotecnología depende del hecho de que cuando las cosas se ponen muy pequeñas, ellas funcionan de forma diferente. La proteína, por ejemplo, es una nanopartícula que ocurre de forma natural. Una sola molécula de proteína es un ente muy diferente a un ser humano, el cual está hecho de muchas moléculas de proteína.
El oro, el cual se usa mucho en la medicina, se pone rojo cuando se descompone en diminutas partículas. Ese color rojo brilloso microscópico ha sido usado por siglos para darles a las vidrieras su color.
“Por su tamaño pequeño, nanomateriales modificados tienen propiedades únicas que no existen a gran escala: área de superficie incrementada, carga, reactividad y otras propiedades fisioquímicas, las cuales pueden afectar cómo los materiales interactúan con entes biológicos, como las células”, dice Sara Brenner.
Los científicos están aprendiendo a tomar ventaja de esas propiedades para crear nuevos tratamientos. Uno de los ejemplos más poderosos hace uso de ADN, dice Chad Mirkin, un profesor en la Universidad Northwestern y director del Instituto Internacional de Nanotecnología.
El ADN tiene forma de bastoncito y normalmente no dejaría entrar células, el cual ha desarrollado protección en contra de la entrada de segmentos de ADN “extranjeros”. Pero al usar la nanotecnología, muchos fragmentos pequeños de ADN se pueden adherir a un núcleo sintético diminuto y redondo. Los receptores en las células que bloquearían los bastoncitos de ADN no reconocerían las esferas diminutas de ADN y les permitiría entrar.
Usando esa propiedad, se está desarrollando una nueva clase de tratamientos para enfermedades genéticas.
Al ser capaces de insertar ADN dentro de células existentes, los científicos pueden “atacar las enfermedades en sus raíces genéticas y ‘apagar’ los receptores que regulan el funcionamiento de las células, deteniendo una enfermedad”, explica Mirkin.
Ahora mismo, la mayoría de las investigaciones enfocadas en desarrollar terapias usando esferas de ADN están enfocadas en la enfermedad del hígado. Otra área de investigación de la nanotecnología es la piel, ya que el tratamiento se puede aplicar tópicamente, haciendo que sea más fácil enfocarse en un área.
“Aplicaciones potenciales son virtualmente interminables”, explica Brenner. “Pero ahora mismo algunas áreas de investigación para terapias génicas son el cáncer, la diabetes, enfermedades de transmisión sexual, fibrosis cística y enfermedades del corazón”.
Mientras avanza el estudio de los usos de las nanopartículas, los científicos esperan ser capaces de no solo apagar señales específicas en las células, sino también eventualmente insertar genes para corregir defectos y curar enfermedades más complejas. Llamada terapia génica, involucraría insertar fragmentos más grandes de ADN dentro de células que tienen un ADN defectuoso. Por ejemplo, la fibrosis cística es causado por un gen llamado CFTR. Si los científicos pueden encontrar una manera de obtener una copia no defectuosa del gen dentro de las células y corregirlo, ellos podrían curar la enfermedad.
“Se ha encontrado que aproximadamente 4.000 enfermedades tienen un componente genético y son por lo tanto blancos potenciales para la terapia génica”, según Brenner.
Si bien la nanotecnología tiene el potencial de revolucionar la medicina y la forma en que vemos los tratamientos de las enfermedades, aún se necesita seguir trabajando. Algunos de los desafíos con la nanotecnología incluyen cómo llevar nanopartículas dentro de las células y tejidos correctos, y cómo llevarlas dentro de las células de manera segura sin que se degraden las nanopartículas.
Sin embargo, La nanotecnología aún está en su infancia. A penas recientemente fuimos capaces de producir microscopios que nos permitieran ver y manipular nanopartículas.
Los estudios requieren que se junten varias disciplinas como la química, la ingeniería biomédica, la biología y la física. Pero compañías farmacéuticas ya comenzaron a trabajar en la creación de tratamientos usando nanotecnología, y muchas están en varias etapas de desarrollo. “No es un sueño imposible”, dice Mirkin. Ser capaces de curar enfermedades genéticas de todas las clases está en el horizonte.
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