Este ámbito de la ciencia tiene el potencial de revolucionar la forma en que se detectan y tratan diversas enfermedades, desde los trastornos cardiovasculares, hasta males como el Alzheimer, diabetes o el cáncer. El desafío está en que todos los avances y descubrimientos puedan ser utilizados, finalmente, por los pacientes.

El médico y bacteriólogo alemán Paul Ehrlich, ganador del Premio Nobel de Medicina en 1908 por descubrir la arsfenamina, el primer tratamiento medicinal eficaz contra la sífilis, acuñó el término de “bala mágica” (zauberkugel), para referirse a agentes terapéuticos que atacaran a un patógeno en particular, sin dañar las células sanas del paciente.

A más de un siglo de aquello, los científicos aún están en la búsqueda de esa bala mágica capaz de atacar las enfermedades de manera limpia y precisa, encontrando en la nanotecnología una potente herramienta en pos de ese objetivo. Las investigaciones en este ámbito han avanzado rápidamente en la última década y, pese a que en general se han mantenido en un nivel académico, tienen el potencial de revolucionar la forma en que se detectan y tratan diversas enfermedades, desde los trastornos cardiovasculares, hormonales, hipertensión, Alzheimer, arteriosclerosis, artritis, diabetes y hasta en la lucha contra el cáncer.

De hecho en esta última enfermedad existe una “gran promesa” de las nanopartículas, dice el farmacólogo e investigador titular del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología (Cedenna) de la U. de Santiago de Chile (Usach), Juan Pablo García-Huidobro. Esto porque las drogas contra el cáncer tienen el problema de su toxicidad y efectos secundarios, por lo que “queremos que los nanofármacos tengan la propiedad de dirigirse exclusivamente a las células cancerosas, y que no ataquen a las normales”, plantea.

Es decir, que actúen como una “bala mágica”. En ese sentido, la directora del Centro de Nanotecnología Aplicada de la U. Mayor, Dra. María Camarada, comenta que se han empleado nanopartículas para dar quimioterapia directamente a células cancerígenas, y que la investigación avanza a pasos agigantados en todo ámbito.

Detalla al respecto que se está investigando un método para liberar insulina de forma controlada a través de nanocápsulas; se ha avanzado en el encapsulamiento de principios activos en nanoestructuras capaces de atravesar el pH del tracto intestinal y así llegar de manera más efectiva a zonas del cuerpo difíciles de  alcanzar; materiales como nanotubos de carbono y derivados del grafeno han ayudado a monitorear niveles de óxido nítrico relacionado con procesos inflamatorios, e identificar ADN de bacterias mediante sensores.

A todo ello, el director del Centro de Investigación en Nanotecnología y Materiales Avanzados (CIEN-UC), y académico del Instituto de Física de la Universidad Católica, José Mejía, añade el uso de nanotubos de carbono para convertir la luz de un láser en ondas de sonido enfocadas, “lo que eventualmente puede usarse en cirugía no invasiva”; nanopartículas de oro que, junto con luz infrarroja, pueden mejorar la limpieza de los instrumentos en entornos hospitalarios; “puntos cuánticos” para tratar infecciones resistentes a los antibióticos, o el uso de hojas de óxido de grafeno para el desarrollo de sensores “que pueden detectar un nivel muy bajo de células cancerosas, tan bajas como de tres a cinco células cancerosas en un mililitro en una muestra de sangre”.

La Dra. Camarada dice que “es un mercado emergente en el que Chile podría competir si logra transformar sus materias primas en productos revalorizados nanotecnológicamente”, acotando que, según un informe de Grand View Research, el tamaño del mercado mundial de nanomedicina se estimó en US$ 140 mil millones en 2016-2017, previéndose que alcance los US$ 350 mil millones al año 2025, registrando una tasa de crecimiento anual mayor al 10%.

Muestra del creciente interés científico por la nanotecnología y, particularmente, de las altas expectativas que se tienen sobre su aplicación en salud, está en las publicaciones especializadas. El profesor de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la U.de Chile, Marcelo Kogan, dice que sólo en la mitad de este año, el número de artículos científicos publicados sobre el tema corresponde al 63% de todos los papers en la materia de 2017.

Los desafíos

A juicio de la Dra. Camarada, la nanotecnología aplicada en medicina puede ayudar, potencialmente, a todas las áreas, pero cree que las de mayor impacto serán aquellas de detección temprana de enfermedades, y patologías que requieran de un tratamiento específico, “que podrían beneficiarse de la acción dirigida de drogas mediante nanotrasportadores, disminuyendo la dosis requerida y toxicidad”.

A nivel regional, Chile es uno de los países más avanzados en la investigación en nanomedicina y nanotecnología en general, siendo la academia la que, a través de sus centros de investigación multidisciplinarios, ha liderado la iniciativa.

Según Pablo García-Huidobro, del Cedenna, el país tiene capital humano suficientemente preparado para continuar con las indagaciones y pruebas que, finalmente, demuestren que ésta será “la medicina del futuro”, asegurando que “tenemos el lenguaje, la metodología y las formas de hacer nanoformulaciones”. Cedenna, por ejemplo, ha logrado “importantes” avances en ensayos hechos en animales con nanofármacos en antibióticos, analgésicos y antineoplásicos, afirma el científico.

Marcelo Kogan, de la U. de Chile, también lleva a cabo investigaciones en el Centro Avanzado de Enfermedades Crónicas (ACCDiS) sobre nanopartículas metálicas, como las de oro, que permiten la detección ultrasensible de biomarcadores: moléculas que aparecen en muestras biológicas en etapas tempranas de una enfermedad.

“Luego de una década de potenciar las investigaciones nacionales, se ha generado una masa crítica, tanto a nivel académico como empresarial, y se proyecta, en el corto plazo, la consolidación de la etapa de masificación de las investigaciones, junto con la comercialización de los productos generados”, plantea la Dra. Camarada.

Y es justamente este ámbito el más difícil de escalar. José Mejía, del CIEN-UC, observa una “gran brecha” entre la investigación en laboratorio y el uso clínico de la nanomedicina.

Algo en lo que coincide el investigador del Instituto Milenio Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la U. de Valparaíso, José Antonio Gárate, acotando que el potencial de negocios es “muy grande, ya que permitiría revitalizar muchos fármacos que, por alguna razón, no son muy eficientes ya que no logran penetrar las barreras naturales del cuerpo. También en el ámbito de la asepsia hay un potencial gigantesco”.

Pero en su opinión, falta la conexión con el mundo privado. “A veces nos quedamos con las grandes enfermedades, como el cáncer o el Alzheimer, pero ámbitos más simples, como los antibióticos y aplicaciones en salud animal y vegetal, se ignoran”.

De hecho empresas como Cellter y Nanotec, creadas con la idea de lograr comercializar productos desarrollados con nanomedicina, se han encontrado con diversas dificultades, desde el financiamiento hasta barreras clínicas. El gerente general de Nanotec, Patricio Jarpa, comenta, por ejemplo, que para traspasar las investigaciones al mercado, hacia los pacientes, tuvieron que hacer las pruebas fuera de Chile por “lo complicado y atrasados que aún estamos en ese aspecto”.

Si bien se han generado los mecanismos de financiamiento, principalmente a través de fondos públicos como el Fondecyt, Fondef, o las líneas que maneja Corfo, junto con su programa Start-Up Chile, “para probar las investigaciones en animales, la inversión es brutal: bioterios para poder mantener animales de experimentación con una calidad óptima. Y en Chile sólo hay uno de esos bioterios”, especifica García- Huidobro.

En ese escenario, el académico de la UNAB, Cristian Vilos, visualiza que “la esperanza” para el impulso empresarial en este tema, radica en que existan nuevas políticas de gobierno que destinen mayor presupuesto al desarrollo científico y alcanzar así niveles comparables con los otros países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE).

Academia marca la pauta en nano I+D

Los centros de investigación multidisciplinarios de las universidades han tomado la iniciativa en el desarrollo de investigación aplicada en nanotecnología, cuenta la directora del Centro de Nanotecnología Aplicada de la U. Mayor, Dra. María Camarada. Es así como el país ya está generando avances en nanomedicina, entre los que la especialista destaca:

– Sistemas de nanotransporte o nanocarriers para la liberación controlada de fármacos: el foco ha estado puesto en generar tratamientos para las enfermedades de alto impacto a nivel nacional, como cáncer, diabetes y neurodegenerativas. Científicos de la U. de Santiago desarrollaron una composición farmacéutica inyectable de dosis única y liberación prolongada de nanopartículas poliméricas para tratar o prevenir dolor crónico, en animales o humanos. Otro ejemplo es el desarrollo de nanotransportadores para atravesar la barrera hematoencefálica y dirigir la biodistribución preferencial de fármacos al cerebro, liderado por estudiantes y académicos de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la U. de Chile. En la U. Tecnológica Metropolitana se están desarrollando nanopartículas de oro que se pueden dirigir para combatir tumores y Alzheimer. En la U. Mayor, están creando transportadores poliméricos para el suministro eficiente de drogas en enfermedades neurodegenerativas y en la mejora de procesos de producción de fármacos mediante la nanocatálisis; también esperan desarrollar prototipos de sensores para la detección temprana de enfermedades.

– Sustancias o materiales con propiedades antimicrobianas: hay dos iniciativas que destacan. Una es “Nanoderm”, apoyado por Start-Up Chile de CORFO, que consiste en un parche en base a colágeno, suplementado con nanopartículas de cobre, que ayuda a inhibir el crecimiento de microorganismos e infecciones en heridas crónicas. El otro es “Smiley Patch”, un parche de nanofibras solubles y nanopartículas de cobre para el tratamiento de heridas, especialmente en personas con piel de cristal, que fue desarrollado por investigadoras de la U. de la Frontera y tiene apoyo de la incubadora de negocios de CODELCO-Lab. En tanto, en el Centro de Nanotecnología Aplicada de la U. Mayor, trabajan en un sistema para el tratamiento de heridas crónicas, junto a la Escuela de Tecnología Médica de esa casa de estudios.

Aplicaciones de la nanotecnología en medicina

La nanotecnología en medicina tiene relación con la aplicación de nanopartículas y con los llamados “nanorobots” que podrán, en un futuro, efectuar reparaciones a nivel celular, dice la directora del Centro de Nanotecnología Aplicada de la U. Mayor, Dra. María Camarada. La especialista destaca, al respecto, algunas de sus aplicaciones:

– Entrega de medicamentos o “drug delivery“: consiste en el empleo de nanopartículas para suministrar drogas, calor o luz a tipos específicos de células. Para esto, las partículas se diseñan de manera que puedan ser atraídas hacia las células afectadas, permitiendo su tratamiento directo. De esta manera se reduce el daño a las células sanas en el cuerpo. Los avances en este sentido son amplios, dice la Dra. Camarada.

– Terapia: la nanomedicina está mejorando las técnicas de tratamiento que se usan actualmente y se esperan avances importantes a futuro. Se ha logrado desarrollar nanoesponjas poliméricas asociadas a glóbulos rojos que pueden absorber toxinas y removerlas del torrente sanguíneo. Otro grupo de investigación está estudiando la aplicación de nanopartículas de bismuto para concentrar la radiación en el tratamiento de tumores cancerígenos. “Se ha demostrado, además, que las nanopartículas derivadas de polietilenglicol absorben radicales libres de manera mucho más rápida que nuestro cuerpo, lo que puede utilizarse para reducir el daño causado por la liberación de radicales libres tras un daño cerebral”, acota.

– Diagnóstico: principalmente la nanotecnología ha ayudado a desarrollar chips para la detección de enfermedades. “Las nanopartículas han demostrado ser eficientes para el diagnóstico temprano de enfermedades infecciosas, mientras que los nanorods de oro han podido ser aplicados para la detección temprana de daño renal. Además, se ha avanzado bastante en el área de los medios de contraste para exámenes de imagenología, que permitirán direccionarlos y disminuir su toxicidad”, sostiene.

– Técnicas antimicrobianas: consiste en la eliminación de carga bacteriana a través del uso de la nanotecnología. A la fecha se han empleado nanopartículas de oro, quantum dots en infecciones resistentes a los antibióticos, nanopartículas de óxido de hierro para tratar infecciones bacterianas, nanopartículas de plata para el tratamiento de heridas crónicas mediante apósitos y cremas y nanocápsulas para la liberación controlada de antibióticos en quemaduras.

Fuente: Diario Financiero
https://www.df.cl/portafolio_salud/panorama/despega-la-investigacion-en-nanomedicina-en-el-pais/2018-08-27/154632.html