¡NANOBOMBA VA! ASÍ HA CATAPULTADO EL CORONAVIRUS LAS NANOTERAPIAS
Muy Interesante España|Octubre 2021
Gracias a las investigaciones desarrolladas a contrarreloj para derrotar al SARS-CoV-2, actualmente está resurgiendo con fuerza la alianza entre la capacidad de trabajar con materiales a escalas microscópicas y la medicina. Sonia Contera, catedrática de Física, Biología y Nanomedicina en la Universidad de Oxford, nos cuenta los últimos y esperanzadores avances de la nanociencia en la lucha contra el cáncer, las bacterias multirresistentes o los virus emergentes.
ESTHER PANIAGUA

Una pelota de tenis tiene alrededor de 70 millones de nanómetros –cada nanómetro es una milmillonésima parte de metro– y un virus, alrededor de cien. Es difícil imaginar lo pequeñas que son las nanopartículas y muy fácil maravillarse con sus proezas y promesas. En el campo de la nanomedicina, están a la orden del día: desde las vacunas contra la covid-19 hasta el desarrollo de biomateriales para la medicina regenerativa, pasando por utilidades diagnósticas y de prevención, imágenes médicas, potenciación de fármacos, bactericidas y equipos y materiales de protección viral.

Los nanocomponentes están presentes hasta en los jabones con los que nos lavamos las manos para librarnos del coronavirus. Los encargados de deshacerse de los agentes maliciosos son los famosos tensioactivos, unas sustancias cuyas propiedades permiten reducir la tensión superficial del agua y hacen solubles en ella los microbios. Las moléculas de jabón consiguen penetrar en ellos, dividirlos y liberar su contenido en el agua jabonosa, que acaba arrastrándolos.

Los tensioactivos llevan con nosotros algo más de un siglo, si bien el uso de nanopartículas en el campo de la medicina ha sido algo más tardío. Su desarrollo comenzó en la década de los ochenta, cuando la nanoescala se hizo accesible a los científicos gracias a microscopios que permitían por primera vez ver átomos. Así nos lo cuenta la catedrática de Física, Biológica y Nanomedicina de la Universidad de Oxford Sonia Contera, donde tiene su propio laboratorio. En su libro Nano Comes to Live (La nanotecnología cobra vida), recuerda que, por aquel entonces, los químicos comenzaron a producir las primeras nanopartículas en el campo de la biomedicina.

Entrada la década de los 90, biólogos y biofísicos empezaron a entender el mecanismo de las proteínas. “Al mismo tiempo, científicos de otras disciplinas llegaron a la nanoescala por diferentes caminos. Investigadores como yo, que veníamos de la nanotecnología, nos empezamos a interesar por la biología para entender las bases del funcionamiento biológico: las biomoléculas, los motores moleculares”, cuenta Contera.

Sonia Contera investiga cómo aplicar la nanomedicina al cáncer, en su laboratorio de la Universidad de Oxford.

UN MOMENTO CLAVE EN LA NANOMEDICINA FUE EL HALLAZGO DEL FARMACÓLOGO Hiroshi Maeda, en 1986. Descubrió que las células del endotelio de los vasos sanguíneos que alimentan al tumor están alteradas: aparecen separadas por un espacio mayor del habitual, lo que permite que se cuelen partículas de pequeño tamaño entre ellas. Esta permeabilidad del tejido tumoral es una debilidad que, según aventuraron los científicos, podría aprovecharse para introducir fármacos que destruyeran las células malignas.

Para entonces, aún no se hablaba de nanomedicina. Fue en 1991, en el libro Unbounding the Future: the Nanotechnology Revolution, de Eric Drexler, Christine Peterson y Gayle Pergamit, cuando se utilizó por primera vez el término. Según la Enciclopedia Británica, luego fue popularizado por el científico estadounidense Robert Freitas, con la publicación, en 1999, de Nanomedicina. Capacidades básicas, el primero de dos volúmenes que dedicó al tema. Su trabajo era una ampliación de los estudios de Drexler.

Así funcionan las vacunas de ARN

El antídoto de ARN mensajero (ARNm) encapsula en una nanopartícula de lípido instrucciones para que la célula humana reproduzca la espícula –o proteína spike– del virus SARS-CoV-2. Esta activará la producción de anticuerpos y adiestrará al cuerpo para vencer al agente patógeno.

En aquellos años se empezaron a probar nanopartículas para transportar medicamentos directamente al núcleo del problema, ya fuera a las células de un tumor u otras específicas. De momento, sin mucho éxito. “Un obstáculo es que tanto el hígado como el riñón se deshacen de ellas antes de que sean capaces de transportar el fármaco a la célula”, afirma la investigadora. Además, el cuerpo tiende a crear autoinmunidad. “Ello explica, en gran medida, por qué esta clase de terapias contra el cáncer han fallado tanto”, apunta.

Pero eso podría cambiar pronto. La científica cree que la pandemia ha adelantado la investigación en nanomedicina a pasos de gigante y que estamos asistiendo a su mayoría de edad. La clave está en las nuevas vacunas basadas en el ácido ribonucleico mensajero (ARNm), que juega un rol determinante en la síntesis de proteínas. “El empuje de Moderna y BioNTech va a ser muy grande, porque ahora se ha demostrado que el enfoque del ARNm es efectivo, seguro y se puede fabricar a escala”, asegura Contera.

Las pruebas se hacen con trajes especiales en BioNTech, en Marburgo (Alemania), uno de los mayores puntos de fabricación de vacunas de ARN del mundo.

LA INVESTIGADORA RECONOCE QUE HABÍA CIERTO TEMOR EN LA COMUNIDAD CIENTÍFICA con respecto al uso masivo de este tipo de mecanismo de inmunización. “Ahora que sabemos que el sistema funciona, se abre la puerta al desarrollo de medicinas muy diferentes a las que teníamos. Las vacunas de Moderna y BioNTech-Pfizer funcionan de la misma manera y tienen una composición muy parecida. Consisten en moléculas de ARN encapsuladas en nanopartículas de lípidos. Dichos lípidos son moléculas que están presentes en nuestra membrana celular, separando el interior del exterior de nuestras células (y también de muchos virus). El ARN de las dos vacunas contiene información de una versión ligeramente modificada de la proteína spike [también llamada espícula o proteína S], que se encuentra en la superficie de los virus SARS-CoV-2 y es la responsable de la infección. Las nanopartículas son capaces de penetrar en la superficie de las células humanas. Una vez en su interior, el ARN que contienen se usa para producir la proteína, que provoca una respuesta inmune”, explica Contera.

En un futuro, los científicos podrían recrear en el laboratorio estrategias evolutivas a escala nano para combatir enfermedades

Es decir, que el ARN mensajero se usa para crear la proteína del virus, pero sin el virus. Y lo hace, al contrario de lo que algunos creen, sin entrar en el ADN. Es decir, sin modificar nuestros genes. ¿Por qué? Porque el ARN no es capaz de entrar dentro del núcleo celular –donde reside el ADN genómico– y es degradado por la célula un día después de la inyección. “De hecho, la fragilidad e inestabilidad del ARN es la razón por la que las vacunas deben conservarse congeladas a muy bajas temperaturas”, afirma la experta.

“Esa es la gracia, que el ARN mensajero no modifica los genes, aunque hay muchos virus que sí lo hacen”, añade Contera. De hecho, un gran porcentaje del ADN humano proviene de virus, que han sido fundamentales en nuestro proceso de evolución y la han facilitado.

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