Revista nº 4

NGNmar

zo 2

009

http://www.spraygraphic.com/storage/member_files/1263/picture/600_0ff78dc9b893752c198bb26a78bb674e.jpg

Diseño: María José Roldán.

Información: Andrea Linares.

Traducción: David Martín.

Corrección: Juan Antonio Pozo.

Esta revista es de acceso público y

está permitida su reproducción, a ex-

cepción de las imágenes.

Para ponerse en contacto con los edi-

tores puede escribir a la dirección de

correo electrónico:

[email protected]

2 marzo 2010 | NGN

Las partículas de oro de tan sólo na-

nómetros y billonésimas de metro de

ancho con microondas extremada-

mente débiles pueden disolver los

grupos de proteínas anormales rela-

cionadas a la enfermedad del Alzhei-

mer y con otras enfermedades

también. Eso dijeron los expertos de

Nano World.

Andrea Linares

David Martín

Juan Antonio Pozo

María José Roldán

Equipo NGN

CoNTENIDoCoNTENIDo

NGN | marzo 2010 3

La rEVoLuCIóN foTóNICa DE La NaNomEDICINa:“dejad que el lado humano de la nanotecnologíaemerja”. (Pág. 4)

NaNomEDICINa para ENfErmEDaDEs

rEspIraTorIas. (Pág. 7)

NaNoboTs Vs aLzhEImEr. (Pág. 8)

La CoNsTruCCIóN DE NaNoTubos DE

CarboNo. (Pág. 10)

http://www.prensalatinalasvegas.com/wp-content/uploads/2009/10/nanoparticulas-cancer.jpg

tessymarialopezgoerne.blogspot.com/

nanotubosdecarbono.com

Las nanopartículas basadas

en ablación fototérmica están

confirmando las extraordinarias

promesas como la efectiva y re-

volucionaria terapia contra el

cáncer. Este método usa una luz,

cuya longitud de onda es cer-

cana a la de los infrarrojos, la

cual pasa a través del tejido

junto con nanopartículas com-

puestas por oro específicamente

creadas para absorber esa luz y

convertirla en calor. La luz ab-

sorbida por las nanopartículas

sirve como fuente de calor con-

centrada que destruye células en

los alrededores más próximos

por hipertermia. Este método ha

resultado ser muy efectivo en

varios estudios con animales,

obteniendo una tasa de remisión

del tumor por encima del 90%.

Los estudios de toxicidad han

actuado con nanocáscaras, las

nanopartículas más utilizadas

hasta la fecha en estos estudios,

y se está continuando con estu-

dios que usan otros tipos de me-

tales nobles, que también

prometen ser candidatos para

esta modalidad terapéutica. La

FDA de EE.UU. ha otorgado re-

cientemente la aprobación para

iniciar ensayos en humanos de

esta terapia para el cáncer en el

cuello y en la cabeza. Dada la

extraordinaria promesa de estos

revolucionarios nanodispositi-

vos y su disponibilidad inmi-

nente, la investigación en

terapias con nanopartículas está

empezando a pasar a su próxima

fase crítica: es desarrollo en la

práctica de asistencia de nano-

partículas para uso clínico.

Uno de los más extraordina-

rios aspectos de la terapia con

nanopartículas fototérmicas

asistida para la remisión de tu-

mores es que no contiene fárma-

cos: la muerte celular se induce

por la concentración del calor

generado cuando las nanopartí-

culas absorben la luz. Este es un

aspecto sumamente importante:

con el calor como fuente de cé-

lulas muertas, este enfoque es

independiente de las particulari-

dades del sistema inmune de los

animales en los cuales se ha tes-

tado. También significa que con

este método terapéutico las na-

nopartículas se pueden clasificar

como un dispositivo en lugar de

como un fármaco. Existen len-

tes a nanoescala que entregan

focos de luz altamente concen-

trados a las células cancerosas o

dentro del tumor al estilo de una

lente que captura la luz del Sol

y entrega el calor suficiente a

una hoja para prenderle fuego.

Sin embargo, en el caso de la te-

rapia basada en nanopartículas

fototérmicas, el calor requerido

para inducir la muerte a las cé-

lulas se encuentra aproximada-

mente a 15 o 20º por encima de

las temperaturas psicológicas.

Debido a que las nanopartículas

son máquinas y no medicamen-

tos, que sólo operan con calor y

luz sin interacción química con

sistemas vivos, esta terapia, y

otros variantes de este método,

puede estar disponible para pa-

cientes y ponerse en práctica en

tan sólo unos cuantos años.

En el caso del cáncer, esta es-

trategia con nanopartículas se

ultimará permitiendo al clínico

eliminar los tumores localizados

con un simple y mínimamente

invasivo procedimiento no qui-

rúrgico realizado, como por

ejemplo, con un láser portátil en

un ambulatorio en lugar de en un

quirófano. Esto podría revolu-

cionar el tratamiento de prácti-

camente todos los cánceres de

tejidos blandos, transformando

el miedo a “enfermedad mortal”

por una “enfermedad activa con-

trolada” que se puede tratar y

contener profilácticamente.

La rEVoLuCIóN foTóNICa de La NaNomEDICINa:

4 marzo 2010 | NGN


Las nanopartículas basadas

en ablación fototérmica están

confirmando las extraordinarias

promesas como la efectiva y re-

volucionaria terapia contra el

cáncer. Este método usa una luz,

cuya longitud de onda es cer-

cana a la de los infrarrojos, la

cual pasa a través del tejido

junto con nanopartículas com-

puestas por oro específicamente

creadas para absorber esa luz y

convertirla en calor. La luz ab-

sorbida por las nanopartículas

sirve como fuente de calor con-

centrada que destruye células en

los alrededores más próximos

por hipertermia. Este método ha

resultado ser muy efectivo en

varios estudios con animales,

obteniendo una tasa de remisión

del tumor por encima del 90%.

Los estudios de toxicidad han

actuado con nanocáscaras, las

nanopartículas más utilizadas

hasta la fecha en estos estudios,

y se está continuando con estu-

dios que usan otros tipos de me-

tales nobles, que también

prometen ser candidatos para

esta modalidad terapéutica. La

FDA de EE.UU. ha otorgado re-

cientemente la aprobación para

iniciar ensayos en humanos de

esta terapia para el cáncer en el

cuello y en la cabeza. Dada la

extraordinaria promesa de estos

revolucionarios nanodispositi-

vos y su disponibilidad inmi-

nente, la investigación en

terapias con nanopartículas está

empezando a pasar a su próxima

fase crítica: es desarrollo en la

práctica de asistencia de nano-

partículas para uso clínico.

Uno de los más extraordina-

rios aspectos de la terapia con

nanopartículas fototérmicas

asistida para la remisión de tu-

mores es que no contiene fárma-

cos: la muerte celular se induce

por la concentración del calor

generado cuando las nanopartí-

culas absorben la luz. Este es un

aspecto sumamente importante:

con el calor como fuente de cé-

lulas muertas, este enfoque es

independiente de las particulari-

dades del sistema inmune de los

animales en los cuales se ha tes-

tado. También significa que con

este método terapéutico las na-

nopartículas se pueden clasificar

como un dispositivo en lugar de

como un fármaco. Existen len-

tes a nanoescala que entregan

focos de luz altamente concen-

trados a las células cancerosas o

dentro del tumor al estilo de una

lente que captura la luz del Sol

y entrega el calor suficiente a

una hoja para prenderle fuego.

Sin embargo, en el caso de la te-

rapia basada en nanopartículas

fototérmicas, el calor requerido

para inducir la muerte a las cé-

lulas se encuentra aproximada-

mente a 15 o 20º por encima de

las temperaturas psicológicas.

Debido a que las nanopartículas

son máquinas y no medicamen-

tos, que sólo operan con calor y

luz sin interacción química con

sistemas vivos, esta terapia, y

otros variantes de este método,

puede estar disponible para pa-

cientes y ponerse en práctica en

tan sólo unos cuantos años.

En el caso del cáncer, esta es-

trategia con nanopartículas se

ultimará permitiendo al clínico

eliminar los tumores localizados

con un simple y mínimamente

invasivo procedimiento no qui-

rúrgico realizado, como por

ejemplo, con un láser portátil en

un ambulatorio en lugar de en un

quirófano. Esto podría revolu-

cionar el tratamiento de prácti-

camente todos los cánceres de

tejidos blandos, transformando

el miedo a “enfermedad mortal”

por una “enfermedad activa con-

trolada” que se puede tratar y

contener profilácticamente.

Aunque la temprana detección

y tratamiento de tumores locali-

zados y no invasivos sería ideal,

en la realidad este no es el típico

diagnóstico. Cualquier año, los

diagnósticos de carcinoma inva-

sivo han superado con creces el

número de casos de cáncer loca-

lizado. Mientras la terapia de na-

nopartículas fotoeléctricas

parece ser una gran promesa

para la eliminación de los tumo-

res localizados, un importante e

inmediato desafío es el desarro-

llo de esta poderosa nueva mo-

dalidad para hacer frente a los

estados de cáncer más avanza-

dos. La proliferación del cáncer

hacia los ganglios linfáticos jus-

tamente adyacentes al tumor pri-

mario es la clave del diagnóstico

para los clínicos del cáncer y

para determinar el transcurso del

tratamiento. En la cirugía con-

vencional, estos ganglios linfá-

ticos adyacentes son normal-

mente eliminados junto con el

tumor primario. Los avances re-

cientes en el desarrollo de mar-

cadores fluorescentes

fuertemente reforzados para ob-

tener imágenes del tejido pro-

fundo pueden resolverlo

finalmente. La imagen dirigida

de los ganglios linfáticos del

cáncer, que cuantifica la prolife-

ración del cáncer más allá del

carcinoma in situ, podría combi-

narse con la destrucción fototér-

mica mediante sondas de

nanopartículas dirigidas a las cé-

lulas cancerosas. Esto proveería

de un método de eliminación de

las células cancerosas en los

ganglios linfáticos mientras se

conserva intacto el sistema lin-

fático del paciente. A medida

que los marcadores estén dispo-

nibles, este método general sería

extensible a otras estrategias

para el tratamiento de la enfer-

medad metastásica.

Los centros de tumores sóli-

dos se encuentran frecuente-

mente necróticos, como

resultado de la prolongada hipo-

xia (insuficiente disponibilidad

de oxígeno y glucosa para satis-

facer el requerimiento metabó-

lico de las células malignas).

Debido a la disminución del

fluido sanguíneo, esta región del

tumor es muy inaccesible y, por

tanto, resistente a la quimiotera-

pia convencional. Un posible

efecto que produce el progreso

del cáncer es este último, una

fatal etapa en la que las células

supervivientes en esta inaccesi-

ble e hipoxia región los hace una

fuente de reaparición y metásta-

sis. Una de las respuestas del or-

ganismo ante la presencia de una

neoplasia maligna es atraer los

monocitos de la sangre perifé-

rica hacia el interior del tumor

en el cual después se diferencia-

rán en macrófagos. Se ha de-

mostrado que estas células

estimulan la enfermedad metas-

tásica. Una promesa consiste en

inducir la captación de nanocás-

caras en los monocitos, los cua-

les se han recluido en la región

hipoxia del tumor (la presencia

de estas nanocáscaras permitiría

la destrucción de la región ne-

crótica). Esta estrategia propor-

cionaría una nueva y crítica

actuación para frustrar la metás-

tasis.

Una nueva y emocionante carac-

terística de la asistencia con na-

nopartículas fototérmica es el

metodo de entrega para la tera-

pia de genes. Es ampliamente

reconocido que la terapia génica

mantiene una extraordinaria pro-

mesa para combatir el cáncer: se

han descubierto muchos marca-

dores genéticos y numerosos te-

rapéuticos basados en ADN han

propuesto dirigirlo hacia los

genes patógenos de vario cán-

NGN | marzo 2010 5


“dejad que el lado humano de la nanotecnología emerja”.

6 marzo 2010 | NGN

ceres. Las vacunas genéticas

también han sido sugeridas

para ciertas formas de cáncer

que ahora se creen que poseen

una base hereditaria, tal como

el 42 o 57% de los casos de

cáncer de próstata que se co-

rrelaciona con factores genéti-

cos heredados. Sin embargo,

mientras se ha perseguido el

descubrimiento de la dirección

de genes y su desarrollo a nivel

molecular durante más de 15

años, la transición de estas in-

vestigaciones en laboratorios

hasta las clínicas se encuentra

estancada y llena de graves

problemas. Los fármacos que

no protegen los genes (ADN o

ARN) introducidos por el to-

rrente sanguíneo son rápida-

mente frenados, previniendo

su difusión a la región infec-

tada. Los virus, la principal

elección de transporte en la

mayoría de las investigaciones

genéticas, presentan una varie-

dad de problemas en los pa-

cientes (toxicidad, inmunidad,

respuestas inflamatorias). El

primer estudio clínico con

genes utiliza un vector viral de

entrega originado en pacientes

muertos que tiene que ser ter

minado en su fase última.

Existe una clara necesidad para

con la entrega con vectores no

virales en su campo de avance

hacia sus muchas aplicaciones

médicas. La actuación lumi-

nosa compleja de las biomolé-

culas-nanopartículas se está

desarrollando y probando clí-

nicamente en pertinentes mar-

cadores genéticos. Por

ejemplo, combinando nanopar-

tículas de oro con específicos

oligonucleótidos, la nanopartí-

cula compleja puede servir

como un vector de entrega no

viral, donde la luz incidente

puede provocar la liberación

del nucleótido, una vez que el

complejo ha sido captado por

las células. Los primeros datos

recogidos en estudios con cul-

tivos celulares se muestra que

este método tiene impagadas

promesas en la entrega génica.

El disparo de luz de nucleóti-

dos liberado de esta compleja

molécula-nanopartícula la hace

particularmente adecuada para

la localizada administración de

los medicamentos en la piel o

en el órgano interesado.

En conclusión, la asistencia

con nanopartículas fototérmi-

cas tiene la capacidad de pro-

porcionar revolucionarias he-

rramientas en muchas batallas

contra enfermedades humanas,

con el claro potencial de una

terapia efectiva contra en cán-

cer y otras enfermedades. Ade-

más, esto no tiene paralelo en

su nivel no-invasión y en su

baja y casi inexistente toxici-

dad. El impacto a largo plazo

del desarrollo de estos nuevos

métodos de tratamiento será el

cambio de la manera en que

tratamos el cáncer. Nos prove-

erá de nuevas estrategias efec-

tivas para tratamientos de otras

enfermedades menos conoci-

das y menos estudiadas tal

como desórdenes autoinmu-

nes, donde actualmente no

existe un tratamiento. Por otro

lado, para incrementar la efica-

cia, una extraordinaria ventaja

de la asistencia de nanopartícu-

las fototérmicas es que esen-

cialmente no produce efectos

secundarios. Reemplazando la

actual quimioterapia, con su

alto nivel de toxicidad y perju-

diciales efectos secundarios,

con esta terapia benigna se in-

crementará la calidad de vida

para los pacientes de cáncer y

sus familias.

Halas NJ - Nanomedicina, 2009 - El futuro de Medicina

www.nanospectra.com

NGN | marzo 2010 7

NaNomEDICINa

para ENfErmEDaDEs

rEspIraTorIas.

Se ha demostrado que el tratamiento de enfermedades respiratorias e infecciosas es una tarea

difícil, con el agravante de que esta dolencia aumenta en todo el mundo. Los fármacos basados

en nanotecnología y en el sistema de entrega de genes ofrece la posible solución al déficit en

el actual régimen de tratamiento. La entrega basada en “nanomedicamentos” ha revolucionado

el campo de la farmacoterapia por la presente habilidad de alterar la farmacocinética de los

medicamentos convencionales para ampliar el tiempo de retención del fármaco, reduciendo así

la toxicidad e incrementando la vida media del mismo. La entrega de genes exógenos al epite-

lio de las vías respiratorias in vivo se ha limitado por algunas barreras psicológicas, resultando

el peor éxito de este sistema. Con la venida de la nanotecnología, el ADN compactado con po-

límeros catiónicos para producir nanopartículas ha exhibido un aumento significante en la efi-

ciencia de la transmisión. Con los sistemas de entrega de fármacos/genes con nanopartículas,

se pueden dirigir células específicas por el funcionamiento de nanopartículas poliméricas liga-

das que permiten ensamblar las partículas en un sitio específico de la célula. Además, el sis-

tema polimérico permite liberar la carga de una manera controlada y por estímulo-respuesta.

http://nanotecnologiaplicada.files.wordpress.com/2009/04/nanotecnologia.jpg

www.wires.wiley.com/WileyCDA/.../wisId-WNAN33.html

8 marzo 2010 | NGN

NaNobots

Estos experimentos en probetas necesitan

ir más allá y probarse en animales antes de que

los doctores puedan siquiera considerar su apli-

cación en humanos, advirtió el líder de la in-

vestigación Marcelo Kogan, un químico

orgánico de la Universidad de Santiago de

Chile.

Las proteínas anómalas que se

agrupan en grupos de fi-

bras tóxicas

son pun-

zones de

enferme-

dades tales

como el

Alzheimer,

el Parkinson,

el Huntington

y la diabetes

tipo 2. Sola-

mente el Alzhei-

mer se estima que afecta a 4.5

millones de personas en Estados

Unidos, de acuerdo con el Insti-

tuto Nacional de Envejeci-

miento. “Se espera que esta cifra

aumente dramáticamente con el enveje-

cimiento de la población”, dijo Kogan.

Las investigaciones más importantes sugie-

ren que las nanopartículas podrían ayudar en la

batalla contra las enfermedades. Por ejemplo,

Nanospectra Biosciences en Houston tiene una

licencia mundial en nanopartículas conocidas

como “nanocáscaras” que se calientan cuando

se exponen a luz cercana a los infrarrojos. La

esperanza consiste en lanzar nanocáscaras hacia

el cáncer para cocer el tumor desde dentro por

la radiación de la luz, la cual puede penetrar en

el cuerpo sin daño, desde fuera del paciente.

Kogan y sus compañeros en España desarrolla-

ron partículas de oro de aproximadamente 10

nanómetros de ancho con péptidos adjuntos a

ellos que se unía específicamente al tipo

de proteína anómala encontrada en el

Alzheimer. Estas partículas eran lo su-

ficientemente pe-

queñas para

penetrar en la

membrana de las

células y poder

también absor-

ber la radiación de las microon-

das.

Los científicos incubaron las

nanopartículas con

las proteínas

durante algo

más de una se-

mana, tiempo

suficiente para

que matar a las

proteínas. Usando

la frecuencia de mi-

croonda a niveles

seis veces por debajo

de la que usan los teléfonos móviles convencio-

nales, los investigadores descubrieron que al-

gunas horas de irradiación calentaron las

nanopartículas lo suficiente para disolver com-

pletamente los cúmulos tóxicos. Las nanopar-

tículas solas no mostraron tal efecto, mientras

VS

www.monografias.com/.../nanotecnologia2.shtml

http://www.monografias.com/trabajos53/biomedicina-computarizada/Image7247.jpg

NGN | marzo 2010 9

Alzheimer

que las microondas solas aceleraron las tasas de

crecimiento de las fibras anómalas.

“Esta nueva técnica se podría considerar

como un tipo de cirugía molecular que podría

detener o frenar el progreso de la enfermedad

sin herir las células cerebrales”, afirmó Kogan.

Además, las

proteínas anóma-

las tratadas con

nanopartículas y

microondas no

lograron matar

después de una

pequeña semana,

reduciendo signi-

ficablemente la

habilidad de la

proteína de for-

mar fibras.

Kogan y sus

compañeros se

encuentran ac-

tualmente dise-

ñando estudios

animales para in-

corporar esta téc-

nica. Publicaron

sus descubrimientos en un número de su re-

vista Nano Letters.

“Es una idea muy interesante. Podría no

funcionar, como le pasa a muchas cosas, pero

es una idea muy emocionante”, dijo el neuro-

científico Claudio Soto de la Universidad de

Texas de la rama médica en Galveston.

Además, el hecho de que esta terapia poten-

cial de obras térmicamente en contraposición a

químicamente significa que podría ser adap-

tado contra las enfermedades mucho más que

una droga puede.

"Esta es una tec-

nología de plata-

forma potencial

para el desarrollo

de muchos otros

tipos de terapias,"

dijo Soto.

Además, el

hecho de que esta

potencial terapia

funcione térmica-

mente como opo-

sición a la

químicas signi-

fica que se podría

ser adaptar para

muchas más en-

fermedades que

cualquier fár-

maco. “es una

plataforma tecnológica en potencia para el

desarrollo de muchos otros tipos de terapia”,

dijo Soto.

tessymarialopezgoerne.blogspot.com/

http://www.physorg.com/news10099.htm

10 marzo 2010 | NGN

La conStrucción

de nanotuboS

de carbono.

Lance Winslow.

En 2005, el sueño de los científicos

sobre los nanotubos de carbono se hizo re-

alidad. Pudimos ver entonces la producción

de la primera lámina de na-

notubo de carbono. Las in-

vestigaciones científicas

estaban encantadas con la

increíble fuerza que posee

el material pero eso no es

todo: el material es tan de

fino que podría parecer

transparente. Y todavía más

buenas noticias, conduce la

electricidad y es flexible. Ahora a los cien-

tíficos les toca pensar en todas las aplica-

ciones para tal material, en principio

infinitas.

Todo lo de los coches de carreras, naves es-

paciales y aviones reactivos fue conside-

rado.

Todo de lo que se podrían

usar las propiedades. Un

avión invisible con alas fle-

xibles, más fuertes que el

acero, ¡se hace público! No,

es verdad; piénsalo. Las

compañías informáticas di-

jeron que ellos podían hacer

perfectamente portátiles

ultra finos con este material. La marina dijo

que ellos podían construir un barco entero

fuera del agua, quizá un portaaviones.


La NASA dijo “guau, podemos construir

cohetes, estaciones espaciales y construir

nuestra colonia lunar también”. La NASCAR

dijo “ah, ¡podemos hacer coches de carreras

más fuertes, más seguros, más ligeros

y más rápidos!”. Los de-

partamentos

de policía

d i j e r o n

que po-

drían venta-

nas a prueba

de balas en

sus coches y

hacer sus cha-

lecos antibalas

más ligeros. Bo-

eing dijo “hey,

podemos hacer un portaviones

como el 747 pero que pese el 80%

menos y que soporte más carga,

que vaya más lejos con menos

fuel ¡Ya lo creo!”.

Ahora sólo hay un problema. Por 2006,

estos nanotubos de carbono son demasiado

caros de fabricar y hasta que consigamos un

mejor proceso de manufacturación, muchas

de estas aplicaciones se encuentran total-

mente fuera de alcance. Así que ¿qué hará el

2006 para con los nanotubos de carbono?

Los científicos encontrarán maneras de

hacerlos económicos y eficientes y para

final de año estará el problema resuelto,

aunque sólo sea en papel. Los nanotu-

bos de carbono están en camino y, una

vez aquí, estarán para quedarse. Así

que ve pensándolo.

NGN | marzo 2010 11

http://wwwimre.imre.oc.uh.cu/cmblog/wp-content/uploads/2009/11/nanotubos-de-carbono.jpg


www.worldthinktank.net

horIzoNTaLEs:1. Tubo de tamaño nanoscópico hecho de

carbono.

4. Insuficiente disponibilidad de oxígeno

y glucosa para satisfacer el requeri-

miento metabólico de las células malig-

nas.

6. Contrario de malignas.

8. Conjunto de procedimientos y méto-

dos de una ciencia.

10. Que no se ajusta a lo normal.

VErTICaLEs:2. Ondas por debajo de la luz visible.

3. Fiebre.

5. Terapia por la cual se intenta curar el

cáncer.

7. Inventor de las nanocáscaras.

9. Macromolécula constituida por nume-

rosos aminoácidos encadenados.

11. Porción de cualquier material de am-

plia superficie y escaso grosor.

por: Juan antonio pozo.

CruCigrama

del

mes.

Revista nº 4

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