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Nanoswimmers por todo nuestro cuerpo

Son unos pequeños aparatos, incluso mil veces más delgados que el grosor de un cabello. Los llaman nanoswimmers y están por todo nuestro cuerpo. No son invasores, al contrario, han venido para ayudar a nuestro sistema corporal. Nadan por nuestras venas y cuentan con unos nanobrazos que son capaces de regenerar cualquier órgano. Útiles incluso para eliminar el colesterol. Hay casos de nanoswimmers programados para que, en caso de tumor, ataquen solo a las células cancerígenas. En 2028, la abuela de Sandra ya se había salvado de un infarto cuando su equipo de nanoswimmers pudo reanimarla sin la ayuda de ningún médico. Claro que, al acabar la reanimación, los nanorrobots llamaron a una ambulancia y enviaron un diagnóstico de la situación a su médico de cabecera. Cuesta creer cómo antes había que acudir personalmente al médico y esperar horas para cosas que ahora se monitorizan en minutos. ¿Quién tiene tiempo y paciencia para eso? Acaba de llamar a la puerta la abuela de Sandra, hoy cumple 117 años.

Si os habéis quedado con ganas de más ciencia ficción, podéis visitar nuestro Twitter y disfrutar de los podcast semanales de Isabella Pérez para Shift. Este género del cine y la literatura nos demuestra la capacidad del ser humano para imaginar y crear más allá de la realidad. Grandes aparatos tecnológicos de múltiples funciones, como el teléfono inalámbrico, aparecieron primero en las películas de ciencia ficción. En 1959, el físico y teórico Richard Feynman predijo que un día sería posible construir máquinas tan diminutas que estarían compuestas por unos pocos átomos. Más tarde, en la novela de Eric Drexler publicada en 1987, Motores de la creación, se describe a los nanorrobots capaces de reparar el daño sufrido en los tejidos celulares. Cincuenta años más tarde, son muchos los institutos y laboratorios que trabajan para hacer este sueño realidad. No solo se han creado robots microscópicos, sino que se les quiere dotar de movimiento para que puedan viajar por todo nuestro cuerpo. Hay quien se refiere a estos dispositivos como médicos personalizados dentro de nuestro organismo.

La compañía WGSN, dedicada al análisis de tendencias, habla en su último informe, “20 trends for the 20s”, sobre la nanotecnología aplicada a los tratamientos de belleza. No solo serán capaces de llevar a cabo diferentes funciones para mejorar nuestra salud, sino que incluirán tratamientos faciales o de rejuvenecimiento. No solo eso, estos nanodispositivos apoyarán a nuestro sistema inmunológico combatiendo los virus y evitando enfermedades. Las ventajas son infinitas. 

El profesor Ambarish Ghosh trabaja para el Centro de NanoCiencia e Ingeniería del Indian Science Institute en Bangalore, India. Reconocido alumno de Brown y Harvard, es experto en nanotecnología y física, lo que le permite estudiar muy bien el movimiento de estas estructuras. Hemos hablado con él para entender mejor qué son los nanoswimmers y conocer su impacto en el futuro. 

¿Los nanodispositivos ya existen?

Por supuesto. El programa de investigación del profesor Ghosh se centra en el control de objetos a nanoescala en diferentes fluidos a través de campos magnéticos. “La razón por la que usamos el magnetismo es porque además de ser una técnica sencilla, permite controlar mejor el movimiento del nanodispositivo y no daña el sistema del paciente”, afirma el profesor. Viajar por los órganos de un humano con objetos tan pequeños se hace difícil por la viscosidad de los fluidos corporales. Para intentar superar esta barrera, Ghosh y su equipo trabajan en unas nanoestructuras elípticas ferromagnéticas que tienen la capacidad de rotar hasta llegar a la zona deseada. 

Y además, llevan medicamentos 

Se introducen en la sangre y se distribuyen por todo el cuerpo como si fueran hormigas. Son capaces de depositar la medicina en el órgano dañado y no en más partes del sistema. Pero no solo cumple función de mensajero. “Por ejemplo, si hay una pérdida interna de sangre, perciben un cambio en la reacción química del cuerpo y redirigen su trayecto hasta esa parte para ayudar al cuerpo a reconstruir el tejido”, explica Ghosh. En cuanto a la liberación de fármacos, podríamos tener el nanorrobot con el medicamento  y, cuando se detecte una subida de temperatura, se libere esta sustancia. Puede haber también un cambio de potencial hidrógeno (pH) que haga que se abran unas compuertas y se libere el fármaco solo en ese lugar.  

Nanoswimmers combatiendo el cáncer

Una de las mayores ventajas de esta tecnología es su aplicación a la terapia de cáncer. La quimioterapia no deja de ser un tratamiento invasivo para el cuerpo. El medicamento que se inyecta en los pacientes con tumores mata tanto a células cancerígenas como a células sanas, por lo que existen muchos efectos secundarios. Gracias a los nanoswimmers, en un futuro cercano serán capaces de focalizar mejor el envío de fármacos para atacar solamente las células cancerígenas que producen el tumor. 

¿Se puede llegar a diseñar un nanoswimmer de múltiples funciones?

Esta es una de las grandes ventajas de usar nanoestructuras: se le puede añadir otras funciones, de manera que no queden limitadas. Imagínate que el nanoswimmer sea capaz de introducirse en su cuerpo, diagnosticar dónde está el centro del tumor y quedarse pegado a las células cancerígenas. Los nanoswimmers permanentes serán capaces de detectar el problema, hacer un diagnóstico de la situación y proveer al paciente del fármaco necesario. “Esto es lo que intentamos hacer, que estas estructuras tengan múltiples funciones y sirvan como un médico inteligente”, comenta el profesor Ghosh.

¿Se ha llegado a aplicar ya en humanos?

En lo que a terapia con nanoswimmers se refiere, este campo de la ciencia se encuentra aún en etapa de investigación. Ya se conocen algunos aparatos parecidos en el mercado, pero solo para la liberación de fármacos. “En el mercado no hay swimmers capaces de moverse con campos magnéticos, mucho menos por locomoción. Sabemos de algunas empresas interesadas en fabricar y comercializar nanoswimmers dentro de tres o cuatro años”, afirma Ghosh. 

Hoy, se necesita de muchos especialistas para llegar a esa idea de miniestructuras viajando por nuestro cuerpo. Pero cada vez aparecen nuevos materiales adecuados para experimentar con la nanotecnología. “Sin duda, estas estructuras se van a convertir en dispositivos mucho más inteligentes con capacidad de respuesta inmediata. Nos movemos en una buena dirección”, comenta el profesor Ghosh. Es inevitable pensar en la longevidad que otorgará al ser humano esta tecnología. ¿Quién no puede vivir más de cien años si cuenta con nanoswimmers inteligentes que regulan su colesterol y regeneran tejidos dañados? Estaríamos hablando de unos nanoswimmers capaces de llevar a cabo incluso una microcirugía.  

¿Funcionaría contra el COVID-19?

Las ventajas que pueden ofrecer estos nanoswimmers para hacer frente a cualquier virus son también considerables. “En el caso del COVID-19, el virus afecta a las células pulmonares. El nanodispositivo sería capaz de detectar este intruso y combatirlo con mayor probabilidad de derrotarlo”, indica Ghosh.

¿Cómo se construye un nanorrobot?

El profesor Ghosh emplea una técnica llamada “sedimentación del ángulo de incidencia”. Clara y transparente, pero por si no te ha quedado claro, los materiales requeridos para el diseño del nanoswimmer se someten a altas temperaturas. Al alcanzarlas, los átomos se separan y empiezan a ascender. Mientras la materia se evapora, son capaces de seleccionar los átomos para dar forma elíptica al nanorrobot. “Es una método muy complejo y delicado, pero hasta ahora ha dado buenos resultados”, asegura Ghosh. 

La clave: encontrar el combustible que los haga imparables. Todavía hay muchos retos a resolver para que estos nanorrobots biodegradables pasen a ser usados en un hospital. Lo primero es el combustible que usan estos nanorrobots. Hasta ahora, investigadores de todo el mundo han trabajado con agua oxigenada. Pero esta sustancia empleada en gran concentración puede eliminar un alto número de células sanas, lo cual es dañino y, obviamente, contraproducente. El catalán Samuel Sánchez, galardonado en dos ocasiones con el récord Guinness por crear el motor más pequeño del mundo, desarrolla una investigación sobre la nanotecnología aplicada a la medicina que ha dado resultados prometedores. Afirma que la idea de los nanoswimmers comenzó a analizarse hace diez años. Nos encontramos en la mitad del camino hacia algo que revolucionará el mundo de la medicina.