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Las nanopartículas pueden dirigir fármacos a células específicas
Manipular materiales a escala nanoscópica puede abrir nuevas posibilidades también en medicina. Por ejemplo, las llamadas nanopartículas son capaces de dirigir fármacos a tejidos específicos, como tumores. “Son el grial de la terapia personalizada”, afirma Anna Roig, investigadora del Icmab. Roig trabaja en un proyecto para administrar fármacos en nanopartículas magnéticas que se pueden dirigir a un tejido del cuerpo con tan sólo colocar un pequeño imán, una estrategia que ya se está estudiando para favorecer la recuperación tras un ictus. Pero una de las áreas en las que se invierte más esfuerzos es el cáncer: “Dirigir el fármaco sólo a las células cancerosas permite reducir la dosis y los efectos secundarios de la quimioterapia”.
También la radioterapia se puede combinar con nanopartículas. “La radioterapia convencional dirige un haz ionizante muy fuerte que debe cruzar tejido sano para llegar al tumor y siempre afecta a parte de este tejido sano”, describe Gerard Tobias, investigador del Icmab. Su grupo está diseñando una estrategia para “conseguir que la radioterapia vaya por dentro y que irradie localmente el tumor”.
Con ese objetivo, han modificado unas partículas llamadas nanotubos de carbono, “que son como láminas de grafeno enrolladas”. Dentro les han introducido material radiactivo y por fuera las han recubierto con compuestos biocompatibles que ayudan a dirigir las partículas al tumor. “En principio, esta terapia podría ser útil para tratar la mayoría de los tumores sólidos”, indica Tobias.
A una mayor escala, se están desarrollando materiales para favorecer la regeneración de los tejidos o incluso producirlos en el laboratorio. El equipo de Anna Roig, del Icmab, estudia un hidrogel hecho de celulosa, pero fabricado por bacterias en lugar de plantas. Una vez producido, se eliminan las bacterias y queda un material que absorbe gran cantidad de agua, como una esponja, y ofrece un ambiente óptimo para el crecimiento de células.
“Puede servir para proteger heridas, pero además se le pueden introducir factores de crecimiento para acelerar la curación”, explica Roig. Otro hidrogel en desarrollo en el Icmab podría ser útil para la inmunoterapia del cáncer, para los tratamientos basados en extraer células inmunitarias de los pacientes, multiplicarlas y entrenarlas para combatir los tumores en el laboratorio, y volver a inyectarlas.
“En el cuerpo, estas células proliferan en los nodos linfáticos. Nuestro objetivo es crear un nodo linfático artificial en tres dimensiones con un hidrogel”, explica Imma Ratera, investigadora del Icmab. Eso permitiría obtener más células, y más rápido que con los tratamientos actuales.
En el ámbito de los implantes se investigan nuevos materiales que mejoren la integración y eviten el rechazo. El grupo de Gustau Catalán, del ICN2, ha descubierto que los huesos generan campos eléctricos a través de una propiedad llamada flexoelectricidad y que este fenómeno es esencial para reparar las fracturas. A partir de este hallazgo, “estamos estudiando cómo hacer prótesis óseas que posean flexoelectricidad y se integren mejor con los huesos”, explica Catalán.
En otros tipos de implantes promete el grafeno. “Es un material biocompatible, ya que está hecho de carbono, y se le pueden anclar moléculas de muchos tipos y de forma muy controlada”,
Se investiga en la mejora de la integración entre implantes y tejidos para evitar rechazos
dice Pablo Sevilla, profesor de la EUSS e investigador en la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). “Recubrir implantes con grafeno podría permitir crear andamios para favorecer la regeneración y la vascularización del tejido que los rodea”.
La flexibilidad y la conductividad del grafeno lo hacen también interesante para implantes en el sistema nervioso, explica José Garrido, investigador Icrea en el ICN2. Los implantes cerebrales actuales están hechos de materiales rígidos, lo que dificulta la conexión con el cerebro, que experimenta pequeños movimientos dentro del cráneo. El equipo de Garrido está desarrollando implantes de grafeno más sensibles, pequeños y adaptables. Uno de estos dispositivos serviría para leer la actividad cerebral de personas que han perdido la capacidad de hablar, algo que ocurre, por ejemplo, en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). “Eso permitiría a estas personas comunicarse a través de una voz artificial”, señala Garrido.