viernes, 25 de septiembre de 2009

Argentina: El desafío de la nanotecnología aplicada a la biomedicina

AGENCIA CYTA - INSTITUTO LELOIR

El lunes 14 de septiembre se llevó a cabo una mesa redonda sobre Nanotecnología aplicada a la biomedicina. El encuentro, realizado por la Asociación de Ex Alumnos del Colegio Nacional de Buenos Aires y la Fundación Instituto Leloir, contó con autoridades del Colegio Nacional de Buenos Aires –entre ellas la rectora, Virginia González Gass– y de la Fundación Instituto Leloir, profesionales de diferentes instituciones como el ingeniero Daniel Lupi, director de la Fundación Argentina de Nanotecnología (FAN), y público en general.

El doctor Alberto Lamagna, gerente de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), explicó que la nanotecnología tiene por objeto aprovechar los nuevos fenómenos y propiedades físicas, químicas y biológicas a esa escala de longitudes, el nanómetro, para la creación de nuevos materiales que tengan ciertas funciones, dispositivos, sistemas mediante el control de la materia a nivel atómico y molecular.

El nanómetro es la millonésima parte de un milímetro. “Esto es, si se ubican en una regla dos rayitas de un milímetro contiguas y se ubican entre ellas un millón de rayitas equisespaciadas, esa distancia es un nanómetro”, graficó Lamagna.

¿Por qué se habla tanto de nanotecnología hoy? “Porque en los países desarrollados han alcanzado cifras record las inversiones en nanotecnología debido a que están desarrollando nuevos productos y aplicaciones innovativas, que según algunos permitirían afirmar que se está dando paso a una nueva revolución industrial”, dijo el especialista, que es físico y dirige proyectos de desarrollo tecnológico de dispositivos MEMS (microelectromecánicos) espaciales y narices electrónicas. 

Conducción eléctrica

La nanotecnología require un enfoque muiltidisciplinario, ya que en ella convergen varias ramas de la ciencia y de la tecnología, como la materia condensada, la biología la química, la microelectrónica, entre otras, y en ella convergen hoy varios grupos multidisciplinarios para el desarrollo de nuevos materiales y productos.

Lamagna explicó que su grupo de trabajo en la CNEA comenzó armando un microsensor de gas, hace diez años, que se basa en la detección de ese fluido empleando nanopartículas de óxido de estaño. ¿Cómo funciona? El dispositivo, consta de una película sensible de óxido de estaño. Los átomos del gas se adhieren a la superficie, intercambian la carga y se produce una conducción eléctrica.

“Estamos trabajando en un dispositivo, un nanoporo, por donde uno empuja la molécula de ADN y puede secuenciar el ADN humano. El ADN pasa por el nanoporo de dos nanometros, y con electródos adecuados uno mide los potenciales de la molécula y la secuencia, en tiempo real”, afirma el especialista.

El especialista comentó que se esta investigando en el mundo un recurso para el abordaje del cáncer que consiste en pegar selectivamente nanopartíclas en la célula cancerígena y elevar su temperatura, por ejemplo por medio de campos magnéticos o radiofrecuencia, hasta matar selectivamente las células. La idea es que una vez pegada la nanoparticula, se levanta la temperatura a alrededor de 43 ºC con un campo externo y mata de forma selectiva las células cancerígenas (se conoce como hipertermia).

También mencionó que se desarrollan dispositivos para detección rápida (diagnóstico) de enfermedades o para la reconstrucción de daños en el organismo humano.

“Nosotros estamos haciendo líneas de investigación interdisciplinarias, físicos, químicos, ingenieros mecánicos, biólogos, que nos están permitiendo tener algunos desarrollos interesantes. En tal sentido, trabajan en colaboración con el INTI, la Universidad de San Martín, y otros centros ubicados en las provincias.

Lamagna concluyó que si bien siguen trabajando también en el desarrollo de biosensores, “el desafío más grande, hoy, es encontrar empresas interesadas en tomar esos desarrollos y convertirlos en riqueza para todos”.

Quantum Dots

Por su parte la doctora Elizabeth Jares Erijman, directora del grupo de Dispositivos Moleculares asociado a la Sociedad Max Planck, e investigadora del CONICET, explicó como se construyen en el laboratorio las nanopartículas, y analizó el modo en que se pueden aprovechar las propiedades especiales que tienen los materiales semiconductores con propiedades nanoscópicas para la biomedicina.

Dijo que esas nanopartículas, denominadas puntos cuánticos (quantum dots), si bien pueden ser del mismo material se diferencian por su tamaño, lo que les confiere luminosidades de diferentes colores. También se diferencian de las moléculas orgánicas porque presentan gran fotoestabilidad.

Explicó asimismo que si se las modifica de manera adecuada se las puede utilizar para detección temprana de tumores o para cirugías de remoción de tumores más eficientes. Este procedimiento (aún experimental) se realizaría, al pegar por ejemplo un anticuerpo a la nanopartícula, para introducirlo luego en el organismo y ver por luminiscencia las ramificaciones del tumor, lo que haría posible extirpar toda la zona afectada.

También comentó que su equipo de trabajo en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, estudia la agregación de una proteína amiloide (anormal) en el desarrollo de la enfermedad de Parkinson.

Detección precoz

El doctor Osvaldo Podhajcer, vicedirector del Instituto Leloir anunció, por su parte, que: “A partir de un subsidio que nos está dando la Fundación Argentina de Nanotecnología vamos a iniciar un programa que involucrará a instituciones argentinas y de cuatro países más de América Latina, junto al Instituto Nacional del Cáncer (NCI) de los Estados Unidos, con el objeto de usar estos chips biológicos para identificar marcadores que permitan generar una detección precoz del cáncer”.

El proyecto estará dirigido inicialmente al estudio de cáncer de mama, ya que se trata de un tipo de cáncer que no ha cedido en los países occidentales. Las instituciones involucradas, además del Instituto Leloir y el NCI son el Instituto Roffo, el Instituto María Curie, la Universidad Católica de Córdoba, e instituciones de Chile, Brasil, México y Uruguay.

“Lo que hacemos es, esencialmente, hacer uso del conocimiento que se generó a partir de la secuenciación del genoma humano y de los desarrollos que hacen los físicos y los ingenieros electrónicos generando esos chips”, dijo Podhajcer, que es investigador del CONICET.

“La tendencia es identificar genes que puedan ser responsables de la enfermedad, a fin de utilizarlos como marcadores más específicos de diagnóstico o de pronóstico”. Lo que vamos a hacer es utilizar nano y microtecnología para poder obtener perfiles de pronóstico y de diagnostico útiles para mejorar la forma en que se tratan los pacientes con cáncer, sintetizó el especialista, que es además director de INIS Biotech.

¿Cómo sería el procedimiento? A esas nanoplataformas “le pegamos el ADN y ponemos luego las muestras de los pacientes sobre esos chips para obtener la información buscada. A partir de ello, apuntamos a desarrollar estudios bioinformáticos que nos permitan, a partir de esa enorme material que uno va generando, mejorar el diagnóstico

El especialista, que es doctor en Ciencias Biológicas de la UBA y vicedirector de la Fundación Instituto Leloir, señaló que antes del secuenciamiento del genoma humano, solían emplearse marcadores únicos.

“La consigna principal del trabajo que se llevará a cabo es poder identificar aquellos genes que nos puedan permitir definir si un paciente va a tener mejor o peor respuesta a un tratamiento determinado y de que manera ese paciente va a evolucionar de acuerdo con el tratamiento indicado”.

Un segundo proyecto que lleva adelante su grupo hace uso de esa pequeñas esferas que tienen una partícula de ADN armada por ingeniería genética (se arman mediante enzimas de restricción que permiten cortar el ADN) con el objeto de tratar el cáncer.

El grupo comprobó que esas partículas responden a altos niveles de radicales libres, los que las hace ideales para detectar los tumores ya que éstos presentan altos niveles de radicales libres, al igual que las enfermedades neurodegenerativas o la artritis reumatoidea.

“Lo que pudimos constatar en el laboratorio es que si a esa partícula de ADN que se activa en el entorno del tumor le agregamos un producto tóxico, se pone en contacto con el tumor y éste desaparece. Lo que estamos haciendo ahora es generar una nano particula que pueda ser administrada en forma sistémica y no sólo en forma local.

Parea ello trabajan en colaboración con un grupo de la Comisión Nacional de Energía Atómica (Hebe Durán y Lucia Policastro).

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