Cuando yo, Verónica, nacida en el Ecuador, estaba a punto de graduarme de la secundaria, tenía un gran deseo por estudiar medicina, con el anhelo de curar las enfermedades de la gente. Luché mucho por un lugar para ingresar a esta carrera en una universidad pública, pero éramos tantos estudiantes con la misma aspiración y la competencia era tan dura, que ese sueño parecía escaparse de mis manos.
Mientras me preparaba para un tercer examen de admisión, se presentó la oportunidad de estudiar otra carrera muy interesante. Fue así como, luego de mudarme a otra ciudad, me aventuré hacia la vida académica en la Universidad Yachay Tech, de Ecuador, donde fui cautivada por la nanociencia y la nanotecnología. Fue muy emocionante descubrir una puerta abierta hacia la investigación en la medicina.
Gracias a la nanomedicina se puede maximizar la eficiencia de los fármacos.
La nanomedicina involucra el uso de la nanotecnología para el desarrollo de materiales que puedan ser útiles en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades, como vacunas, fármacos, sensores, geles, dispositivos de imagen e implantes (Soares et al., 2018).
También es posible reducir los efectos secundarios de algunos medicamentos mediante el uso de nano-portadores que los encapsulan y los liberan únicamente en el sitio afectado. En la oncología, que es el estudio y tratamiento del cáncer, se ha buscado incansablemente reducir los efectos perjudiciales de la quimioterapia y la radioterapia, ya que estos métodos de tratamiento no distinguen entre tejidos cancerosos y tejidos sanos (Bayda et al., 2019). Gracias a la nanomedicina se puede maximizar la eficiencia de los fármacos, al mejorar su especificidad y distribución dentro del cuerpo, lo cual reduce su toxicidad (ver Figura 1).
Figura 1. Aplicaciones de la nanomedicina.
Los genes contienen la información genética de los seres vivos (su expresión genética), pero cuando la expresión de los genes se altera, ocurren una variedad de enfermedades. Así, la nanomedicina permite el silenciamiento dirigido de genes como herramienta terapéutica1. Mediante esta herramienta pueden ser tratadas enfermedades como el cáncer, los desórdenes autoinmunes, o las infecciones virales, usando un elemento silenciador, como un ácido ribonucleico (ARN) de interferencia que llegue hasta el citosol, líquido que se encuentra dentro de las células.
Sin embargo, pueden existir limitaciones para que el ARN llegue al citosol, debido a la pérdida de su estabilidad al entrar en contacto con el ambiente celular. Este problema puede ser resuelto encapsulando el ARN en nanopartículas que lo protejan de agentes externos como el fluido intracelular y, de esta forma, pueda llegar a su destino. Existen numerosas aplicaciones de la nanomedicina en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, oculares, cerebrales, del sistema nervioso, entre otras (Anjum et al., 2021).
Para que un producto clínico desarrollado con nanotecnología pueda entrar en el mercado se deben realizar varios estudios (Soares et al., 2018). En términos generales, primero se evalúan sus propiedades físicas y químicas, como tamaño, forma, composición química y carga superficial2. Estas características determinarán el comportamiento del fármaco dentro del cuerpo humano.
Existen aplicaciones para el tratamiento de enfermedades oculares, cerebrales, del sistema nervioso, etc.
También se evalúa su compatibilidad con el medio biológico (biocompatibilidad), de modo que podamos predecir cómo se comportará dentro del cuerpo humano y si tendrá algún efecto tóxico. Para ello se realizan ensayos preclínicos, que involucran la prueba de los nanomateriales en células (in vitro), en laboratorio, y luego en animales (in vivo).
Finalmente, los nuevos productos deben cumplir una escala de reproducibilidad. Con la manufactura a pequeña escala, como la que se lleva a cabo en un laboratorio, es fácil lograr y mantener las propiedades deseadas, pero durante la manufactura a gran escala se pueden producir variaciones en las propiedades del nanomaterial, lo cual compromete su calidad, seguridad, e incluso su perfil terapéutico.
Algunos productos que liberan fármacos (y que incluyen nanotecnología) ya han sido aprobados para su comercialización por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés); se diseñaron para tratar, entre otras enfermedades, la artritis, anemia, hepatitis, y cáncer (Bobo et al., 2016). Entre los avances más recientes, desde la perspectiva de la nanomedicina, se encuentran las vacunas Pfizer-BioNTech y Moderna aprobadas en 2021 para el tratamiento del SARS-CoV-2 (Jiménez, 2022).
Entre los avances más recientes se encuentran dos vacunas para el tratamiento del SARS-CoV-2.
Adicionalmente se busca avanzar en el área de la ingeniería de tejidos usando biomateriales nanoestructurados, el diseño de nanodispositivos para la detección de enfermedades en etapas tempranas, y el desarrollo de sistemas de imagen que permitan visualizar tejidos enfermos, como tumores. Asimismo, se continúa investigando respecto al uso de terapias alternativas contra el cáncer, como las hipertérmicas.
En el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C. se investiga un sistema de tratamiento contra el cáncer de mama y el cervicouterino, usando nanopartículas de oro en forma de estrella, las cuales se calientan cuando son expuestas a radiación infrarroja, y tienen la capacidad de actuar únicamente cuando han alcanzado específicamente a las células cancerosas, evitando así dañar a las células sanas. Estos nanosistemas se conocen como sistemas flecha-diana.
El mundo de la nanociencia y la nanotecnología es reciente y, por lo tanto, aún existe mucho trabajo pendiente en relación con el estudio de los peligros que puede ocasionar en el ser humano y el medio ambiente. Actualmente, México no cuenta con regulaciones para la nanotecnología y los productos que se generan a partir de esta (Saldívar, 2021), por lo cual es necesario crear políticas que garanticen un desarrollo controlado y, sobre todo, dirigido a cubrir las necesidades del país con responsabilidad socioambiental.
Referencias
Anjum, S., Ishaque, S., Fatima, H., Farooq, W., Hano, C., Abbasi, B. H., & Anjum, I. (2021). Emerging Applications of Nanotechnology in Healthcare Systems: Grand Challenges and Perspectives. Pharmaceuticals, 14(8), 707. https://doi.org/10.3390/ph14080707
Bayda, S., Adeel, M., Tuccinardi, T., Cordani, M., & Rizzolio, F. (2019). The History of Nanoscience and Nanotechnology: From Chemical–Physical Applications to Nanomedicine. Molecules, 25(1), 112. https://doi.org/10.3390/molecules25010112
Bobo, D., Robinson, K. J., Islam, J., Thurecht, K. J., & Corrie, S. R. (2016). Nanoparticle-Based Medicines: A Review of FDA-Approved Materials and Clinical Trials to Date. Pharmaceutical Research, 33(10), 2373-2387. https://doi.org/10.1007/s11095-016-1958-5
Jiménez Herrera., Luis G. (2022). Desarrollo, aplicaciones y desafíos de la nanomedicina. Infodir, (38).
Saldívar Tanaka, L. (2021). Recomendaciones de política pública de nanociencia y nanotecnología en México: privilegiar el bienestar humano y ambiental. Mundo Nano Revista Interdisciplinaria En Nanociencia y Nanotecnología, 15(28), 1e-23e. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2022.28.69655
Soares, S., Sousa, J., Pais, A., & Vitorino, C. (2018). Nanomedicine: Principles, Properties, and Regulatory Issues. Frontiers In Chemistry, 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00360
Verónica Alexandra Quilumba Dutan
Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C.
José Luis Rodríguez López
Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C.
