La nanotecnología es uno de los mundos más pequeños de este universo que representa la millonésima parte de un milímetro. De ahí que muchas veces se describa al mundo nano como un ámbito donde se produce “tecnología invisible”.

Se conoce como nanotecnología a la manipulación de materia con al menos una dimensión del tamaño de entre 1 a 100 nanómetros. Suena muy técnico pero es un mundo curioso. Lo interesante es que cuando los elementos se reducen a esas escalas presentan algunas nuevas propiedades que permiten desarrollar soluciones para resolver problemáticas del medioambiente, la electrónica, la producción energética y la medicina. En este artículo el foco está puesto en esto último.

Hay que tener en cuenta que los tamaños en los cuales se manipulan los elementos en la nanotecnología son literalmente invisibles para el ojo humano.

Un nanodesinfectante para combatir bacterias, virus y hongos

Investigadores argentinos desarrollaron un spray que utiliza nanomateriales antimicrobianos para aplicar sobre distintos tipos de superficies, con el objetivo de mantenerlas libres de bacterias, virus y hongos por tiempo prolongado. La efectividad ante algunos de estos microorganismos es mayor al 99,9 %.

El producto, llamado Hybridon, fue desarrollado en el marco de un consorcio conformado por el Instituto de Nanosistemas de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), la empresa Adox S.A y el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), con la colaboración de la Comisión Nacional de Energía Atómica y la Universidad de Buenos Aires (UBA).

“El producto tiene una acción dual: actúa por un lado al entrar en contacto con la superficie, pero luego, por su efecto residual, permanece activo por largos periodos de tiempo, lo cual hace que la superficie tratada quede protegida frente a contaminaciones que pueden darse desde un evento de limpieza y desinfección hasta el siguiente”, afirmó para Infobae, Mara Alderete, licenciada en biotecnología y coordinadora del Área de Proyectos Tecnológicos y Vinculación en el Instituto de Nanosistemas de la UNSAM.

Esta aspecto residual del efecto antimicrobiano es el diferencial que le da la ventaja frente a otros desinfectantes, que generalmente no protegen frente a eventos de contaminación que se dan luego de la desinfección.

El producto se probó frente a las siguientes bacterias: Escherichia coli, Staphyllococcus aureus, Pseudomona aeruginosa y Salmonella cholerasius. La efectividad en hongos se probó en el Aspergillus brasiliensis y Candida albicans. También se validó contra el virus Coronavirus canino.

Cabe destacar que la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT) lo aprobó como el primer recubrimiento contra los microbios hecho a partir de la nanotecnología en la Argentina. Ahora el producto se encuentra en proceso de comercialización. El uso actual está dirigido principalmente a instituciones de salud.

El producto contiene partículas nanoestructuradas adsorbidas con iones plata y cobre. ”Las nanoestructuras funcionan como carriers donde están soportados los iones antimicrobianos. Estos iones, que son los que en definitiva ejercen el efecto antimicrobiano, se van liberando gradualmente por un proceso de equilibrio”, detalla Alderete.

El uso de nanotecnología para combatir microorganismos también se ha empleado en desarrollos basados en textiles. Es el caso del proyecto elaborado en 2020 por las científicas argentinas Verónica Lasalle y Vera Álvarez.

En línea con esa investigación, también se puede destacar el trabajo de la Universidad Privada del Norte, en Perú, cuyo investigador principal es el Dr. David Asmat Campos.

En el marco de esa iniciativa, los textiles fueron tratados con nanopartículas de plata, cobre y óxido de zinc. Además, fueron puestos a prueba ante diferentes microorganismos y mostraron diferentes porcentajes de efectividad.

Los textiles lograron la inhibición del virus SARS-CoV-2 del 99.97%, en bacterias como E. coli y S. aureus, del 100%, y en el hongo como el A. brasiliensis, del 52.38%, explicaron desde la Universidad a Infobae.

Para esa iniciativa, que todavía se encuentra en trámite de patente ante el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (Indecopi) en Perú, se trabajó en colaboración con el Laboratorio Nacional de Nanotecnología de Costa Rica, y la empresa Incabiotec de Perú

Una barrera de hidrogel prevenir problemas de cicatrización post cirugía

Más del 90 % de los pacientes quirúrgicos desarrollan adherencias postoperatorias y la incidencia de reingresos hospitalarios puede llegar al 20 %. Las adherencias son bandas de tejido similar al tejido cicatricial que se forman entre dos superficies dentro del organismo y hacen que éstas se peguen.

Esto puede ocasionar diferentes problemas como dificultades para que el órgano se mueva o funcione normalmente y, en el caso de que se formen en la zona abdominal, por ejemplo, podrían provocar una obstrucción abdominal con graves consecuencias. Y en el caso del corazón podría derivar en restricciones de movimiento con dificultades en el latido y hasta el desarrollo de inflamaciones.

La nanotecnología puede tener un rol clave para resolver estos inconvenientes. Guillermo Ulises Ruiz-Esparza es médico, científico y emprendedor mexicano, egresado del Tec de Monterrey, y actualmente desarrolla tecnologías médicas vinculadas con esta disciplina, en la Escuela de Medicina de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT). En diálogo con Infobae explicó los detalles de algunas de las iniciativas en las que está trabajando junto con otros colegas investigadores.

“Tenemos una línea de investigación que es nanotecnología líquida, en la cual desarrollamos materiales que pueden cambiar de forma (de sólido a líquido y viceversa) y lo usamos en el corazón porque podemos formar como una especie de recubrimiento cardíaco para prevenir que se generen adherencias”, explicó Ruiz-Esparza

El producto es una barrera de hidrogel de administración de fármacos autocurativa compuesta por nanodiscos de silicato y polietilenglicol, que tiene la capacidad de recubrir la superficie epicárdica del corazón sin fricción y administrar localmente dexametasona, un fármaco antiinflamatorio.

La idea es que el cirujano, antes de cerrar el corazón en el marco de una cirugía, inyecte el hidrogel en la cavidad pericárdica del corazón.

En la actualidad, para evitar las adherencias se utiliza un producto que tiene apenas un 25% de eficacia en las intervenciones abdominales. Y para el corazón ni siquiera existe una solución. De ahí que los investigadores hayan pensado en producir una herramienta basada en nanotecnología para resolver este inconveniente.

“El recubrimiento forma como una barrera que no permite que las células que producen colágeno, que es lo que forman las adherencias, se peguen a la superficie del corazón. De ese modo previene la formación de adherencia y como extra nosotros añadimos un agente desinflamatorio, que es la dexametasona, que va a ayudar a bajar la respuesta inflamatoria que también causa que se formen las adherencia. Entonces la tecnología tiene dos mecanismos: la barrera contra el hidrogel y luego libera un medicamento antiinflamatorio”, resume el investigador.

Esta iniciativa se comenzó a desarrollar en 2016, se publicaron las primeras conclusiones en 2020 y ya se probó en ratones y en conejos. La idea es realizar testeos, próximamente, su eficacia en animales más grandes como cerdos; y recién en tres años se podría probar en humanos.

Nanobiosensores para el monitoreo terapéutico de antibióticos

Los nanosensores son dispositivos que permiten evaluar interacciones moleculares en tiempo real. Estos dispositivos están formados por un componente biológico que puede ser una enzima o ADN y un componente físico que es un sistema que permite traducir la medición realizada para que pueda ser visible para el usuario, por ejemplo, a través de una pantalla.

Rosa Helena Bustos Cruz, profesora de la Facultad de Medicina y la directora del Grupo de Investigación Evidencia Terapéutica de la Universidad de La Sabana habló con Infobae sobre los nuevos avances que está liderando en este segmento.

“Ahora estamos diseñando un nanobiosensor que es para el monitoreo terapéutico de antibióticos. Este desarrollo está hecho con nanobiosensores de tipo óptico. Se basa en que un haz de luz pasa a través de un prisma polarizador y excita los electrones sobre una superficie sensora hecha a base de oro. Lo que ocurre a nivel molecular sobre la superficie sensora (chip) indicará un cambio de reflectancia que será mostrado por el equipo y se expresará en unidades arbitrarias como unidades de resonancia (RU)”, destaca la experta. Este proyecto ya está finalizado y se espera que el año próximo ya pueda estar en uso.

Existen diferentes tipo de sensores: electroquímicos, nanomecánicos, piezoléctricos y ópticos que son los que está usando Bustos Cruz junto con su equipo de investigación. “Este tipo de tecnología permite realizar mediciones mucho más sensibles y para investigación son muy robustos. Son lo que más se utilizan para determinación de inmunogenicidad en medicamentos biológicos y evaluación de proteínas, remarca.

Este dispositivo puede resultar de utilidad, por ejemplo, en la atención de pacientes en las unidades de cuidado intensivo. Allí, los médicos pueden utilizar esta tecnología para saber con precisión si la medicación está siendo segura y eficaz para el tratamiento de una infección.

Por último, menciona que, junto con su equipo han desarrollando hace ya unos años nanobiosensores para evaluar los procesos de regeneración en ingeniería de tejidos. “El tema de los biosensores es muy versátil, con resultados en tiempo real, portables, con una alta sensibilidad y especificidad”, concluye.

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