En 1900, al médico alemán Paul Ehrlich se le ocurrió una estrategia de tratamiento médico, por entonces utópica: inyectar en el paciente partículas minúsculas “inteligentes”, capaces de encontrar, reconocer y tratar una enfermedad. La medicina ha perseguido esta meta desde entonces.
El equipo de Maxim Nikitin y Elizaveta Mochalova, ambos del Instituto de Física y Tecnología de Moscú en Rusia, han dado un paso hacia ese objetivo al lograr una nueva clase de materiales inteligentes con propiedades únicas.
Aplicar medicamentos justo en las células afectadas por una enfermedad es lo ideal, ya que así los fármacos solo llegan a las células patógenas, sin dañar a las sanas. Pero la idea ha sido tradicionalmente muy difícil de poner en práctica.
Hay una serie de compuestos que son liberados por células cancerosas. Entre estas moléculas delatadoras, presentes en la superficie de las células afectadas o en su microambiente, figuran los productos de desecho y los compuestos enviados a otras células como señales.
Los fármacos modernos diseñados para acciones selectivas contra células a menudo dependen de uno de esos marcadores para identificar las células enfermas. Sin embargo, por lo general, las células sanas llevan los mismos marcadores, aunque en cantidades más pequeñas. Esto significa que la eficacia de tales fármacos no es la máxima posible. Lo sería si los fármacos contasen con materiales “inteligentes” que fuesen capaces de analizar múltiples parámetros del entorno a la vez, identificando el objetivo de ataque con toda precisión.
Materiales inteligentes más sensibles
Anteriormente, Nikitin y sus colaboradores desarrollaron nanopartículas y micropartículas capaces de realizar cálculos lógicos complejos a través de reacciones bioquímicas. En una investigación anterior, los nanocomputadores autónomos lograron analizar muchos parámetros de un objetivo de ataque y, por lo tanto, fueron mucho mejores en su identificación.
Los últimos años han visto muchos avances en materiales de biocomputación. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de numerosos equipos de investigación en todo el mundo que intentan expandir la funcionalidad de los materiales de biocomputación, todavía no son lo suficientemente sensibles a los marcadores de enfermedades, lo que hace que las aplicaciones prácticas sean imposibles.
El reciente trabajo del equipo de Nikitin y Mochalova marca un gran avance en este campo. Estos investigadores han desarrollado una clase de materiales inteligentes caracterizada por su supersensibilidad a las señales de ADN. Es varios órdenes de magnitud más sensible que el competidor más cercano en el ranking.
Los investigadores han demostrado la eficacia de agentes capaces de detectar concentraciones de ADN tan bajas como 30 femtomoles por litro. Además, la alta sensibilidad puede lograrse con un ensayo bastante simple, del tipo ampliamente utilizado en pruebas de embarazo. A diferencia de los análisis de ADN existentes, tales pruebas pueden realizarse fuera de un entorno de laboratorio limpio y no requieren equipamiento avanzado. Tal como explica Mochalova, esto hace que la nueva tecnología resulte adecuada para la detección rápida de enfermedades infecciosas, kits de uso doméstico para analizar alimentos y aplicaciones similares.
El equipo de investigación también ha demostrado que la nueva tecnología es aplicable al diseño de nanoagentes inteligentes que reconocerían las células cancerosas en función de la concentración de pequeñas estructuras de ADN en su microambiente.
Fuente: Agencia ID.
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