La eficacia de la nanomedicina al prevenir, diagnosticar y combatir enfermedades

Desde la prehistoria, la humanidad ha buscado maneras de mejorar su calidad de vida, al principio limitados por los conocimientos y maneras de vivir de cada época, pero después mejorándolas a la vez que los avances sociales, científicos y tecnológicos se desarrollaban.

Hay varias maneras de aplicar conocimientos médicos y anatómicos para tratar de curar enfermedades, tales como lo pueden ser la medicina alternativa (por ejemplo, la acupuntura), o la medicina tradicional (como las plantas medicinales), entre otras.

El sistema por el cual los médicos y otros profesionales de la atención de la salud tratan los síntomas y las enfermedades por medio de medicamentos, radiación o cirugía es conocido como “medicina occidental”, y es actualmente el más utilizado en México. También se le llama biomedicina, medicina alopática, medicina convencional, medicina corriente o medicina ortodoxa (NIH. 2011).

Otro de los tipos de medicina es la nanomedicina, la cual, para poder explicar es necesario primero saber algunos otros conceptos. La nanociencia es una rama de la ciencia que involucra el estudio de las propiedades de la materia a una escala nanométrica, y se centra en aquellas propiedades que son únicas y dependientes de este mundo (Linke, 2022). La nanotecnología, en cambio, “es la rama que comprende la síntesis, ingeniería y utilización de materiales cuyo tamaño oscila entre 1 y 100 nm, conocidos como nanomateriales” (Joudeh, 2022, p.2).

Dentro del campo biomédico su aplicación se encuentra en constante investigación y actualización; en disciplinas como las ciencias de los materiales, la biología celular y molecular, las ciencias farmacéuticas y la medicina ha resultado en toda una revolución tecnológica que se vislumbra como la de mayor impacto en el futuro debido a sus potenciales aplicaciones al diagnosticar, tratar y prevenir enfermedades y traumatismos, aliviar el dolor, preservar y mejorar la salud humana con la utilización de herramientas y conocimientos moleculares del cuerpo humano.

La organización The European Science Foundation estableció que la nanomedicina es la “aplicación de la nanotecnología al diagnóstico, la prevención y el tratamiento de enfermedades y, en consecuencia, al entendimiento de los procesos pato-fisiológicos que intervienen en el origen y curso de una enfermedad determinada” (Duncan y Gaspar, 2011).

Su relación con las enfermedades es que el ADN funciona como un centro de control con las instrucciones para producir miles de proteínas, mientras que cada proteína es como una máquina especializada en realizar una función específica en los procesos internos de la célula. Muchas enfermedades humanas surgen de alteraciones en el ADN o en las proteínas. Dado que el tamaño de proteínas, ADN o algunos virus y bacterias se encuentra entre 1 y 100 nanómetros, los nanomateriales pueden interaccionar con ellos y detectarlos, manipularlos, repararlos, o bien destruirlos e inhibirlos, si fuera necesario (Alberts, 2022).

Las tres áreas principales en las que la nanotecnología aplicada con fines médicos puede separarse son:

1. Liberación de fármacos: se enfoca en el desarrollo de biomateriales a escala nanométrica para construir sistemas que transporten y entreguen fármacos de manera controlada. En la ingeniería de tejidos puede combinarse con la biología celular y ser utilizados en la medicina regenerativa para reparar o reemplazar tejidos u órganos dañados.
2. Diagnóstico: se enfoca en el diseño de dispositivos con habilidad de identificar una enfermedad a nivel celular o molecular por medio de nanosistemas o nanobiosensores, capaces de detectar una enfermedad o agente externo con precisión y en tiempo real.
3. Terapia y diagnóstico: se busca diseñar y aplicar nanomateriales que identifiquen una patología y a la vez liberen moléculas terapéuticas de manera controlada.

Debido a su estructura y tamaño y las propiedades que estos les brindan, los nanosistemas pueden ser utilizados para transportar grandes cantidades de fármacos, con lo cual se podría disminuir el número de dosis en un tratamiento (Rojas, 2016).

También, debido a su versatilidad química, los nanosistemas pueden ser modificados para funcionar solamente con moléculas específicas como péptidos, proteínas y anticuerpos (Liu y Auguste, 2015). Algunas de estas nanopartículas incluso se pueden diseñar para superar o evitar la resistencia a los fármacos que transportan (Bao et al., 2016) o también construir plataformas multifuncionales para diagnosticar y tratar un proceso de enfermedad simultáneamente, por ejemplo, tumoral (Mura y Couvreur, 2012).

Aplicaciones de la nanotecnología

Se ha mencionado anteriormente que la nanomedicina ofrece progresos en la eficacia de tratamiento, diagnóstico y prevención de enfermedades, pero para explicar esto más específicamente es necesario notar las grandes posibilidades que ofrecen estos sistemas para mejorar la seguridad y eficacia de numerosos fármacos. Entre las ventajas que aportan las nanopartículas se encuentran:

• Capacidad para proteger la molécula encapsulada (con una función previamente establecida, modificada o sintetizada para cumplir con su propósito) por más tiempo frente a su eventual degradación desde el momento de la administración en el paciente hasta que alcanza su lugar de acción o absorción.
• Capacidad para atravesar las barreras biológicas (como la piel, las mucosas gastrointestinal o respiratoria o, también, la barrera hematoencefálica).
• Capacidad para alcanzar el órgano, tejido o grupo celular diana donde la molécula debe ejercer su acción.
• Capacidad para alcanzar compartimentos intracelulares.
• Capacidad para controlar la liberación de la molécula activa en su lugar de acción o absorción (Irache, 2008).

Estas aplicaciones no son solamente teóricas, ya que en la actualidad se aplican en varios productos en empresas alrededor del mundo, con el potencial de remplazar en algunos casos antiguos procedimientos de medicina occidental o de otro tipo.

Nanomedicina en México

Los países con mayor desarrollo en nanotecnología, tales como Estados Unidos, Alemania, Canadá, entre algunos otros, cuentan con iniciativas públicas para impulsar la nanotecnología y con un gran apoyo al desarrollo por parte del gobierno.

En contraste, en México existen alrededor de 20 empresas de nanotecnología y solo algunas de ellas desarrollan productos con aplicaciones médicas. Además, en todo el país existen proyectos relacionados en el sector académico provenientes de universidades importantes del país, siendo una representación clara de la comunidad de científicos en el área, en continuo crecimiento.

Para lograr el desarrollo de la nanomedicina en el país, la participación de las universidades y centros de investigación es un factor importante por considerar, ya que deberán aliarse a empresas y asociaciones gubernamentales para generar programas que lleven los productos de la investigación a la práctica clínica y tener un mayor alcance.

Sin embargo, algunos de los obstáculos que podría enfrentar la nanomedicina para establecerse en México son factores como los costos (al menos iniciales) de su investigación y posterior producción, la regulación de su producción, manejo y exposición (es importante que la regulación no inhiba la innovación), el aseguramiento de calidad que será necesario y su gestión, el fomento y divulgación del tema entre la población y los derechos humanos y consideraciones éticas.

Es importante aclarar que la nanomedicina, al menos en un futuro cercano, no podrá sustituir todo lo que ha logrado la medicina occidental debido a lo especializado de los equipos que se pudieran requerir al fabricar medicamentos sería menos accesible para ciertos sectores, y el que haya ciertos aspectos que si bien podrían ser mejoradas por la nanomedicina, el margen de mejora no es lo suficientemente significante para que valga la pena el someterse a el riesgo de sobreexposición y el incremento de precios provocado por lo relativamente nuevas que aún son estas tecnologías y los estudios que hacen falta en sus posibles productos; sin embargo, lo que sí es posible y representaría un enorme beneficio para la humanidad es el potenciar la nanomedicina para actuar y ser utilizada en tratamientos y diagnósticos delicados.

Lograr que trabajen en conjunto tanto la medicina occidental como la nanomedicina sería lo ideal, sobre todo en un contexto socioeconómico como el de México.

Referencias bibliográficas

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