NANOTECNOLOGÍA ¿=? CIENCIA-FICCIÓN

Un nanómetro es una medida de longitud equivalente a una mil millonésima de un metro: 10^-9 m

Como referencia, cada célula de nuestro organismo tiene un diámetro entre 10.000 y 20.000 nanómetros.

La Nanotecnología trabaja con materiales de tamaño entre un micrómetro (una milésima de milímetro) y la escala atómica/molecular (0,2 nanómetros). Pero no se trata sólo de conseguir materiales y máquinas muy pequeños, sino de aprovechar los fenómenos y las diferentes propiedades que desarrollan los materiales a nanoescala.

Sustancias opacas que se vuelven transparentes (cobre), materiales inertes que se transforman en catalizadores (oro o platino), materiales estables que se convierten en combustibles (aluminio), sólidos que se vuelven líquidos a temperatura ambiente (oro), aislantes que se convierten en conductores (silicona). Son sólo algunas de los fenómenos cuánticos y de superficie exhibidos por los materiales a nanoescala y que les hacen tan especiales. Su superficie altamente reactiva y su habilidad para atravesar membranas hacen de los nanomateriales unos perfectos compuestos para colaborar en desarrollos biomédicos.

Los desarrollos actuales de la nanotecnología se centran en:

• materiales a base de carbón, como los nanotubos de carbono, de peso reducido, mayor dureza, elasticidad y conductividad eléctrica,
• materiales de base metálica, como los puntos cuánticos o transistores de un solo electrón,
• dendrímeros, polímeros nanométricos que pueden ejecutar funciones químicas específicas, en especial para intermediar en los procesos catalíticos,
• composites, combinaciones de ciertas nanopartículas o de éstas con materiales de mayor dimensión, como las arcillas nanoestructuradas, de gran utilidad para el refuerzo de plásticos.

Como el científico Harold Kroto preconiza a raíz de sus investigaciones y desarrollos en el campo de los nanotubos de carbono, se trata de aprovechar las características y propiedades de las nanopartículas para conseguir dar un giro de 180º en la forma en la que la ciencia crea, pasando de un proceso reductivo (del árbol al palillo de dientes) a un proceso constructivo, “de abajo a arriba”, utilizando partículas de tamaño atómico/molecular para construir elementos a tamaño estándar y con propiedades extraordinarias.

En este punto es donde se abre un mundo infinito de posibilidades en el que no está claro hasta dónde puede llegar la ciencia y a partir de dónde las predicciones o las visiones de los profesionales del sector se mueven en el terreno de la ciencia-ficción.

Se está experimentando con nanopartículas de oro que son capaces de detectar y adherirse a células cancerígenas en el interior de nuestro organismo y que, cuando lo hacen, se activan como marcadores luminosos que permiten identificar claramente la superficie afectada y delimitarla para optimizar el funcionamiento de la radioterapia o de la quimioterapia, reduciendo la superficie afectada por el tratamiento y evitando los indeseados efectos secundarios que hoy deben soportar los pacientes sometidos a tratamientos globales “indiscriminados”.

Se está trabajando ya con sistemas de detección precoz de enfermedades, antes incluso de que éstas se desarrollen, para poder atajar el problema antes incluso de que aparezca: nuestras células se comunican y se coordinan intercambiando continuamente minúsculas moléculas mensajeras (fragmentos de proteínas o de ADN) de algunos nanómetros de tamaño; cuando la célula enferma, emite mensajeros diferentes, llamados biomarcadores; el uso de la nanotecnología permite identificar la presencia de estos biomarcadores en un simple análisis de sangre, determinar el grado de desarrollo de la enfermedad y pautar un tratamiento específico dirigido directamente al origen del problema, potenciando enormemente su eficacia (se multiplica por 20 la dosis que recibe la célula objetivo), minimizando sus efectos secundarios y facilitando su eliminación natural del organismo (su pequeño tamaño hace que no llegue a ser detectado por el sistema inmunitario)

Ya se están utilizando sistemas de diagnóstico y cirugía a escala infinitamente más pequeña que los equivalentes médicos tradicionales, como la eliminación de las endoscopias, sustituidas por pequeñas capsulas miniaturizadas (del tamaño de la cápsula de un medicamento) que contienen cámaras especiales, sustituyendo a otros métodos de diagnóstico muy agresivos e incluso peligrosos, al tiempo que permiten llegar incluso a sitios antes inaccesibles para la tecnología.  

Se trata de sustituir la medicina reparativa por la medicina preventiva, la medicina invasiva por la medicina interna (en sentido literal)

¿Podremos desarrollar máquinas creadas a base de asociar átomos o moléculas, que no sean detectadas por nuestro sistema inmunitario y que se muevan libremente por nuestro organismo utilizando nuestra propia energía (por ejemplo, ATP) a la búsqueda de biomarcadores que permitan la detección temprana de enfermedades?

¿Podremos evitar la aparición de osteoporosis en los huesos mediante la estimulación de los osteoblastos para que produzcan más osteocitos, o mediante la implantación de nanotubos de carbono que refuercen las estructuras deterioradas?

¿Podremos desarrollar nanoorganismos capaces de transportar medicamentos directamente a las células afectadas, que realicen operaciones quirúrgicas para eliminar las células afectadas, que actúen como macrófagos para eliminar de forma “natural” los restos del tratamiento?

¿Podremos crear nanoelementos capaces estimular la regeneración de tejidos, recuperando su limitada funcionalidad? ¿Acabaremos así con problemas de artritis, artrosis, regeneración de cartílagos articulares, de médula espinal, de conexiones neuronales, …? ¿Podremos crear nanoprótesis que faciliten la recuperación de la funcionalidad en personas amputadas?

Puestos a soñar y aprovechando que se acercan los Reyes Magos, como fisioterapeuta me gustaría pedirles en mi carta de este año que la nanotecnología nos permita la detección inmediata de microrroturas musculares, tendinosas o ligamentosas para prevenir la realización de sobreesfuerzos que agraven las lesiones; también pediría que estas microlesiones pudieran ser reparadas desde el interior utilizando nanopartículas quirúrgicas; o que las fracturas puedan ser reconstruidas fácilmente sin necesidad de las tradicionales escayolas, sino con refuerzos internos de los huesos a base de nanotubos de carbono; o que la nanotecnología nos ofrezca una posibilidad de frenar el avance de enfermedades degenerativas como el Parkinson o el Ahlzeimer mediante la regeneración de las conexiones neuronales que éstas atacan, ...

Y a tí, ¿qué te gustaría pedir?

Ernesto Sollano