En el capítulo anterior contamos con la extraordinaria colaboración
de José Luis Costa-Kramër, investigador científico
del Instituto de Microelectrónica del CSIC,
que actualmente trabaja en la fabricación
de dispositivos sensores superconductores funcionales
a temperaturas ultrabajas,
para misiones espaciales de la Agencia Espacial Europea.
A lo largo de su entrevista nos fue explicando las diferencias
que existen entre el nano y el micromundo,
ámbitos donde se hacen patentes las reglas de la mecánica cuántica
y sorprendentemente,
los cambios de las leyes físicas clásicas que operan a otras escalas.
Habló de temas tan interesantes como las técnicas de nanoimpresión,
computadores cuánticos, espintrónica, aspecto fundamental
para la fabricación de dispositivos nanoeletrónicos
y las peculiaridades de la sala blanca de nanofabricación del CSIC,
que nos enseñó con todo lujo de detalles.
En este capítulo contamos con la colaboración
de María del Puerto Morales,
científica que está inmersa actualmente
en una investigación cuyo ámbito de aplicación e investigación
es la Nanomedicina.
Pero, dejemos que ella nos lo cuente.
-Hola Puerto, nos encontramos aquí,
en el exterior del Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid,
campus de Cantoblanco.
En otras entrevistas, algunos de los personajes
que hemos entrevistado hablan de electrónica,
dispositivos en materiales,
pero aquí el énfasis se hace en la conexión con la biología
¿cómo está conectada la nanotecnología
con la biología o la medicina?
-Es una de las áreas donde la nanotecnología se puede aplicar
y yo creo que tiene un futuro muy prometedor.
Podemos utilizar esas nanopartículas
para mejorar la salud en muchos sentidos.
Podríamos utilizarlo para la liberación de fármacos
de una forma controlada, para implantes,
para diagnosticar y tratamiento del cáncer.
Esas son las aplicaciones que nosotros estamos estudiando
y que mucha gente ahora mismo está estudiando
porque yo creo que es un futuro muy cercano.
-Estamos hablando en realidad de la medicina de lo pequeño
o de la nanomedicina.
¿Cómo podríamos definir lo que es la nanomedicina?
-Es la nanotecnología aplicada a la medicina,
para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades,
para liberar fármacos, implantes, también para el medio ambiente.
Existen muchas aplicaciones diferentes,
en el caso de la nanotecnología aplicada a la medicina
es donde surge la nanomedicina.
-Se vislumbran muchas aplicaciones o contribuciones,
acabas de nombrar alguna, pero si tuvieras que resumir,
las más importantes contribuciones de la nanociencia y la nanotecnología
a la nueva medicina, a la medicina del futuro,
¿cuáles son?
-Los principales campos son:
la liberación controlada de fármacos, o sea,
el poder dosificar un fármaco de una forma local y específica
y evitar la biodistribución.
En cuanto a la regeneración de tejidos mediante los implantes.
Marcador de células para las células madre,
regeneración de tejidos en este caso.
Diagnóstico de enfermedades.
-Una de las aplicaciones que tiene
es para hacerles compatibles con la vida.
Se habla mucho de biomateriales, de materiales bioinspirados.
¿De qué estamos hablando cuando hablamos de un biomaterial
o de un material bioinspirado?
-De una forma general un biomaterial
es un material que sirve para la salud,
para mejorar la salud, en general.
Un bioinspirado sería un material
que se ha creado siguiendo leyes que rigen la naturaleza.
Realmente muchas cosas de las que nosotros hacemos,
intentamos imitar cosas que la naturaleza
tiene propiedades especiales porque su estructura es nanométrica.
Ya existían pero lo que pasa es que nosotros no las conocíamos
porque no teníamos las herramientas para verlo.
Ahora lo sabemos e intentamos simular esas funciones o esos materiales
creciéndolos de una forma semejante a lo que hay en la naturaleza.
-¿Cómo funcionaría un nanomarcador para que la gente lo entienda?
-Es un material que te permite distinguir
una malfunción en un órgano.
Por ejemplo en resonancia magnética nuclear
tú verías contraste del hígado al cerebro,
pero si hay una malfunción dentro del hígado no lo ves,
necesitas un agente de contraste.
En este caso, por ejemplo, las partículas de óxido de hierro
se están utilizando, las inyectarías en sangre,
esas partículas se acumularían
en la zona del tumor que tengas en el hígado, por ejemplo,
y marcarían una zona más negra, podrían delimitar la posición
y el tamaño de ese tumor.
-Previamente esas partículas tendrían que estar funcionalizadas
para ser capaces de hacer eso concretamente.
-Por supuesto, cualquier cosa que inyectes en el cuerpo humano
es detectada por el sistema inmune y eliminado.
Las partículas tienen que aparecer invisibles a nuestro sistema inmune
para poder llegar a la zona que quieres tratar.
Y esa es la funcionalización que le hacemos a las partículas
para hacerlas invisibles.
-Eso sería el marcador,
pero cómo funciona luego un liberador de fármaco,
que es otra cosa, digamos la terapia.
-Realmente es lo mismo,
lo que pasa es que complicando más la situación.
Pensamos en una partícula que es un objeto redondo
donde le estamos pegando cosas en la superficie,
pero le podemos pegar algo que las haga invisibles,
por ejemplo un polímero,
podemos pegarle el fármaco ahí que se va a liberar,
porque el ph en la zona que vamos a tratar es un poco más ácido,
o mediante luz inducimos la liberación
o podemos pensar en una cápsula que engloba dentro el fármaco
y por fuera le estamos poniendo los marcadores
que hace que ese objeto vaya a la zona que queremos tratar.
Vamos complicando un poquito más la situación,
pero la base es la misma, unas partículas nanométricas.
-En la literatura o cine de ciencia ficción
aparecen de vez en cuando pequeños robots, nanorobosts,
que pueden tener funciones nefastas
o pueden servir para corregir alguna enfermedad
o para hacer algún diagnóstico, incluso.
Estás hablando de que cuando tienes una cápsula
que tiene ya ciertas funcionalidades
eso empieza a parecerse a un nanorobot,
pero, ¿cómo de lejos estamos ahora
de lo que aparece en las películas de ciencia ficción?
-Si pensamos en un nanorobot
como un dispositivo que reconoce una célula y que hace una función,
que libera un fármaco, por ejemplo, y mata esas células,
estamos muy cerca.
Ahora, si pensamos en un nanorobot
como una cosa que tiene un motor eléctrico dentro,
existen dispositivos,
pero aún están muy lejos de la fase clínica.
Las partículas funcionalizadas
que reconocen células cancerígenas y matan están ya en fase clínica.
-La otra aplicación que has mencionado
es la regeneración de tejidos.
¿Cómo contribuye la nanotecnología de una forma más concreta
con algún ejemplo a la regeneración de estos tejidos?
-La idea es marcar células madre
y esas células se pueden implantar en la zona que queremos regenerar,
las podemos concentrar si las partículas son magnéticas
podemos de alguna forma concentrar esas células
en la zona que queremos que haga su función
y las partículas podrían además transportar un fármaco
que ayude o que active a la división celular.
Ayudamos concentrando, marcando las células,
y las podemos seguir hacia dónde se van,
las concentramos y además transportamos un fármaco.
-Otra de las aplicaciones es el uso
de materiales nanoestructurados o nanomateriales,
y aquí en el instituto hay gente trabajando en ese tema,
para hacer nuevos implantes, implantes más resistentes.
¿Cómo se utilizan estos nanomateriales, en qué consisten?
-En realidad se están utilizando ya, sobre todo en implantes dentales.
Consiste en materiales inorgánicos-orgánicos que tienen,
por ejemplo los implantes de titanio,
un recubrimiento de estructura nanométrica
y ese recubrimiento permite una adhesión celular mejor
y la regeneración del hueso, ayuda, es muy biocompatible.
Existen materiales ahora mismo que funcionan muy bien
basados en esa tecnología que yo creo que será el futuro
de todos los implantes que podrán durar más tiempo.
-Volviendo al día a día ¿qué es lo que exactamente
tú estás trabajando en este momento en vuestro grupo de investigación?
-Nosotros trabajamos en la síntesis de nanopartículas
de óxido de hierro principalmente magnéticas.
Utilizamos óxido de hierro porque es un material muy biocompatible
y las utilizamos para el diagnóstico y el tratamiento de cáncer.
Principalmente cáncer de pecho y cáncer de páncreas.
Ahora mismo tenemos un proyecto europeo
en el que participan 16 instituciones
y trata de ver si este tratamiento es exitoso.
-Son 16 instituciones pero hay gente que está sintetizando las partículas,
gente que está intentando ver su compatibilidad,
cómo se difunden en el organismo,
otras que estarán trabajando en la detección.
Son equipos muy multidisciplinares.
Lo divertido, digamos, de la nanotecnología
es que estéis trabajando en un equipo multidisciplinar.
¿Cómo es ése día a día de trabajar
con gente que no tiene que ver con lo que uno ha estudiado,
te la encuentras y ahora tenéis que actualizaros?
-Funciona muy bien.
La mayoría de las personas trabajando en nanotecnología
tienen una mentalidad abierta a entender.
Lo más difícil es la nomenclatura.
Cada uno utiliza unas palabras muy específicas de su campo.
Nosotros trabajamos con el CNIO de oncología,
trabajamos con el hospital de Gena
que es el que va a hacer las pruebas en ratones
y trabajamos con físicos que estudian las propiedades
de cómo funciona ese material
desde el punto de vista de sus propiedades magnéticas.
Es un trabajo muy, muy bonito.
-En realidad, si uno va a la farmacia se encuentra sustancias.
Has hablado de marcadores que sirven para hacer diagnósticos,
en algunos casos para liberar fármacos,
pero la investigación que habéis empezado a hacer ahora,
explícanos cuánto tiempo puede pasar
hasta que llegue a encontrarse como un producto farmacéutico.
¿Cuáles son los pasos que hay que dar y cómo de costoso es esto?
Yo creo que estamos cada vez más cerca de poderlo utilizar
de una forma regular porque ahora mismo hay muchos productos
en fase clínica que se están probando.
Quizá lo más novedoso es el tratamiento por hipertermia
que consiste en que las partículas magnéticas,
además de poderlas seguir por resonancia magnética nuclear,
pueden calentar porque absorben la energía de un campo magnético
y calientan, luego tratamos el cáncer desde diferentes frentes.
Incluso este tratamiento de hipertermia
se está aplicando para los cánceres de cerebro.
Ya se está utilizando, pero en casos terminales.
Cada vez estamos más cerca y tenemos que optimizar muchos parámetros,
pero hay mucha gente ahora mismo trabajando en esto.
-Una de las grandes ventajas de estas aproximaciones
es que efectos secundarios como el de la quimioterapia,
que es lo que conocemos todos por algún familiar o por uno mismo,
van a estar muy minimizados, ¿no?.
-Claro, podemos bajar la dosis muchísimo
puesto que no tenemos una biodistribución.
Estamos concentrando el fármaco en la zona en que queremos tratar,
eso es lo fundamental.
Evitamos efectos secundarios de ese medicamento.
-Si tuviera uno un tumor de piel
podría poner una especie de parche magnético
y concentrar localmente en ese parche
todas las nanopartículas funcionalizadas
y ser mucho más eficiente el tratamiento.
-Sí, sí, podríamos llegar a zonas que es imposible de otra manera.
-Estamos hablando de nanopartículas que circulan por el cuerpo,
que las podemos respirar y demás,
y esto puede ser un freno a la llegada de la nanotecnología
porque puede ser un riesgo.
¿Cuáles son los riesgos que entrañan las nanopartículas?
-Creo que una cosa que tenemos que determinar
es si realmente la terapia es efectiva.
Para eso tenemos que hacer un material que reaccione
o que funcione mejor que toda la terapia que existe
para poder minimizar la dosis
y optimizar los parámetros que conlleva esta tecnología.
El segundo riesgo importante es la toxicología,
la toxicidad de las partículas.
Depende mucho de la estructura cristalina, de la química,
de la física de las partículas, de la dosis, del tiempo,
y luego la degradación de ese material,
o sea, la toxicidad a largo plazo.
Tenemos que hacer un trabajo muy importante ahí
sobre todo regularizando todos los métodos que tenemos
para estandarizar cuándo una cosa es tóxica y cuándo no.
-Has hablado de productos que están en el mercado
o en fase clínica en algunos casos.
¿La sociedad es consciente de esto?
¿Cómo percibe la sociedad la nanotecnología,
si es que la percibe de alguna manera?
Creo que mucha gente piensa que es ciencia ficción
porque es difícil de entender.
Son temas complicados, son cosas que no se ven,
que necesitas un microscopio electrónico
para llegar a ver esta estructura,
pero ahora mismo existen más de 500 productos en el mercado
basados en nanotecnología, o sea, la nanotecnología la estamos usando,
lo que pasa es que la gente no lo sabe,
tenemos que hacer un esfuerzo por hacer este tipo de divulgación
para que la sociedad sepa que existen riesgos como en todo,
pero que estamos estudiándolos.
-Muchas gracias por esta entrevista que te ha salido estupendamente.
En el próximo capítulo Antonio Guerrero,
profesor del departamento de Química Inorgánica y Química Técnica,
de la Universidad Nacional de Educación a Distancia,
nos contará en qué áreas de la nanotecnología
están trabajando e investigando actualmente desde esta Universidad.
No os lo perdáis, os esperamos.