Europa apuesta por la nanomedicina

Una proteína mide unas diez millonésimas de milímetro, o nanómetros; un virus medio, cien nanómetros; el núcleo de una célula humana, mil nanómetros. Son dimensiones hasta hace poco sólo accesibles con unas pocas técnicas complejas, pero la nanotecnología ya permite manipular directamente la materia a esas escalas, y eso ha disparado la creatividad de los investigadores, por ejemplo, en el área de la medicina. La UE apuesta tan fuerte por esta visión que considera la nanomedicina un área de investigación prioritaria y se esfuerza en atraer a ella a la industria.

Ése fue el objetivo principal del congreso Euronanofórum sobre nanomedicina celebrado recientemente en Edimburgo (Reino Unido), patrocinado por la Comisión Europea. La nanotecnología es una macroárea de investigación calificada de estratégica que recibe 1.300 millones de euros del actual Programa Marco de Investigación europeo (casi el 7,5% del total). Pero dos fantasmas amenazan el éxito de la inversión: la aún escasa implicación del sector privado europeo en I+D en nanotecnología y la posibilidad de que el público rechace los productos nano, como pasó con los transgénicos.

Unas nanopartículas descargarían insulina en función del nivel de azúcar en sangre

La nanotecnología recibe 1.300 millones del actual Programa Marco europeo

Los organizadores del Euronanofórum lo dejaron claro. "Europa destina a nanotecnología más fondos públicos que Estados Unidos, pero ellos invierten más en total, por la aportación privada. Por tanto, aquí hemos venido a vender a la industria que esto es una buena inversión. Esto es por donde va la medicina del futuro", dijo Octavi Quintana, director de Salud de la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea. Con o sin industria, los investigadores europeos sí parecen estar en la onda nano. "El año pasado, todas las palabras eran con omics -genómica, proteómica...-, pero ahora el prefijo de moda es nano", dijo Shimshon Belkin, de la Universidad Hebrea de Jerusalén. La nanomedicina augura mejoras en tres áreas: diagnóstico, tratamiento y medicina regenerativa.

En el diagnóstico, el acceso al mundo a escalas de millonésimas de milímetro debería permitir detectar la enfermedad en los estadios más tempranos posibles, idealmente al nivel de una sola célula. En esa línea -aunque aún lejos de ese sueño-, una idea ya bastante avanzada es desarrollar chip-laboratorios, pequeños dispositivos capaces de albergar numerosos sensores distintos, útiles para varias pruebas diagnósticas a la vez. La versión futurista de estos biochips son las pastillas-laboratorio, que el paciente ingiere para que vaya transmitiendo datos a medida que avanza por el organismo.

También para diagnóstico, Belkin expuso en Edimburgo su trabajo en biosensores con células vivas, modificadas genéticamente para detectar la presencia de numerosos compuestos -toxinas, contaminantes o venenos- y alertar de su presencia, por ejemplo, con fluorescencia. Y en la red de excelencia europea Nano2Life, formada por 23 institutos de 12 países y dirigida sobre todo a la tercera edad, se persigue el desarrollo de nanosensores que se llevan puestos. "Los resultados podrán leerse desde la clínica, para tener controlado al paciente mientras éste hace su vida normal", explicó Patrick Boisseau, de CEA-Leti en Francia.

Stephan W. Hell, del instituto Max Planck para Biofísica Química en Gottingem (Alemania), presentó un microscopio óptico cuya capacidad para distinguir detalles, la resolución, no está limitada por la propia longitud de onda de la luz visible. Contradice así una ley física formulada en el siglo XIX y nunca cuestionada hasta ahora. La técnica de Hellutiliza muestras previamente preparadas que sean fluorescentes; detectar esta fluorescencia tras iluminar la muestra es lo que permite aumentar la resolución del microscopio hasta unos sesenta nanómetros, cuando lo máximo con otras técnicas ópticas es de 200 nanómetros.

El objetivo de las terapias con nanomedicina también es, como en el diagnóstico, máxima precisión: "Queremos que los medicamentos lleguen sólo a las células afectadas, porque cuanto más focalizado es el tratamiento, más efectivo es y con menos efectos secundarios", asegura Quintana.

En el congreso hubo novedades muy avanzadas. Desde partículas cristalinas recubiertas de biomoléculas, pensadas para administrar fármacos por inhalación, hasta aquéllas cuya acción terapéutica puede ser activada externamente -por campos magnéticos, láser, rayos X o incluso ondas acústicas-, o las que se inyectan en un tumor, por ejemplo, y liberan el fármaco poco a poco. Jackie Y. Ying, del Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología de Singapur, presentó nanopartículas que descargan insulina en función de los niveles de azúcar en sangre del paciente, que pueden detectar.

Pero los objetivos son ambiciosos, y los avances, lentos. Aún queda mucho para que estas estructuras funcionen realmente como esa añorada bala mágica -o misil inteligente- que destruye selectivamente células tumorales, por ejemplo. No está resultando fácil conseguir que las nanopartículas reconozcan sus células de destino, ni que aprendan a sortear las propias células defensivas del organismo. Además, "la citotoxicidad de las nanopartículas o de sus productos de degradación sigue siendo un problema fundamental", señaló Costas Kiparissides, director del Instituto de Investigación en Ingeniería de Procesos Químicos en Tesalónica, Grecia.

En cuanto a la medicina regenerativa, no puede avanzar sin nuevos nanomateriales que sirvan de soporte a las células y tejidos en crecimiento. "La ingeniería de tejidos pasa por colonizar un molde o matriz hecha de un material poroso, biodegradable, con células donadas , que proliferan y simulan lo que ocurre naturalmente en los tejidos", explicó Alessandra Pavesio, de la empresa italiana Fidia Advances Biopolymers.

Estos moldes colonizados se implantan en el paciente y con el tiempo son reemplazados por tejido normal, con vasos y nervios. Se buscan, pues, materiales porosos que permitan la difusión de líquidos y faciliten la vascularización rápida del nuevo tejido implantado. Este enfoque ya se usa hoy en la clínica con piel, cartílago y hueso, pero se quiere mejorar recurriendo, entre otras cosas, a células madre adultas del paciente como fuente de células, y a moléculas que induzcan a la regeneración.

Pero para 2020 se aspira a algo más complejo, como explica Josep Planell, director del Centro de Referencia de Bioingeniería de Cataluña: "Queremos llegar a la ingeniería de tejidos sin células, es decir, implantar material que lleve los elementos de señalización biológica naturales que inducen al tejido a regenerarse".

Los organizadores del congreso pusieron mucho énfasis en transmitir seguridad. Hay evidencias de que algunas nanopartículas provocan daños neurológicos en animales, y también de que pueden comportarse como los asbestos, cancerígenos. La idea de que haya nanopartículas dispersas de forma incontrolada en el ambiente ha generado debate en algunos países. Para analizar el problema, el VI Programa Marco financia el proyecto Nanosafe.