Nanoestructuras podr\u00e1n cargar f\u00e1rmacos que combaten el c\u00e1ncer, enfermedades infecciosas y parasitarias. Y tambi\u00e9n podr\u00e1n emplearse como agentes de diagn\u00f3stico. Son algunos ejemplos de investigaciones realizadas en universidades brasile\u00f1as que tienen como foco el uso de la nanotecnolog\u00eda para la producci\u00f3n de nuevos medicamentos. Una de estas innovadoras l\u00edneas de investigaci\u00f3n echa manos de nanotubos de carbono y col\u00e1geno para obtener nuevos tejidos, como la piel, por ejemplo, o ayudar en la regeneraci\u00f3n \u00f3sea. Los nanotubos de carbono son estructuras cil\u00edndricas sintetizadas a partir del carbono, dotadas de propiedades mec\u00e1nicas, t\u00e9rmicas y el\u00e9ctricas bastante superiores a las de otros materiales, y el col\u00e1geno es una mol\u00e9cula important\u00edsima para todo el sistema vivo, responsable de la estructuraci\u00f3n del esqueleto y de los \u00f3rganos. Los estudios realizados en la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), llevados adelante inicialmente por los profesores Luiz Orlando Ladeira y Rodrigo Lacerda, en el Laboratorio de Nanomateriales del Departamento de F\u00edsica, muestran que \u00e9se es un biocompuesto, o biocomp\u00f3sito sumamente prometedor.<\/p>\n
La idea de crear ese biomaterial surgi\u00f3 a partir de una observaci\u00f3n de Ladeira de que tanto el col\u00e1geno como los nanotubos de carbono tienen dimensiones similares. Los nanotubos de carbono son producidos en el laboratorio de Minas Gerais con medidas que var\u00edan de 1 a 3 nanometros (nm) de di\u00e1metro (1 nan\u00f3metro equivale a 1 mil\u00edmetro dividido un mill\u00f3n de veces) y hasta mil nm de largura (lea en Pesquisa FAPESP n\u00ba 118), para aplicaciones variadas y por pedido para varios grupos de investigaci\u00f3n brasile\u00f1os. Existen m\u00e1s de 20 tipos de col\u00e1geno en los seres vivos, pero el tipo 1, humano, presente en cart\u00edlagos y huesos, est\u00e1 constituido por tres tipos de cadenas de amino\u00e1cidos, que forman un arreglo helicoidal, de tres h\u00e9lices. ?Es una mol\u00e9cula parecida a una fibra, con 1 nan\u00f3metro de di\u00e1metro y 300 nan\u00f3metros de largo, dice Ladeira.<\/p>\n
El gel de col\u00e1geno es utilizado como matriz de soporte en la cultura de diversos tipos de c\u00e9lulas, pues generalmente ellas albergan a receptores para la prote\u00edna. Adicionado al nanotubo de carbono, el gel se convierte m\u00e1s resistente y permite estructurar el crecimiento en tres dimensiones de las c\u00e9lulas en las matrices. La matriz de col\u00e1geno es una estructura biocompatible y biodegradable, que permite el anclaje de c\u00e9lulas para hacer la ingenier\u00eda de tejidos, o sea, crear \u00f3rganos, hacer crecer piel, pedazo de miocardio y de estructuras celulares. En el caso, los investigadores quieren estudiar como se da la interacci\u00f3n para la producci\u00f3n de hueso.<\/p>\n
La investigaci\u00f3n tuvo inicio hace tres a\u00f1os, con la participaci\u00f3n de la alumna de doctorado Edelma Eleto, que tambi\u00e9n comparte la titularidad de la patente, depositada en Brasil y en el exterior. Observamos que el biocomp\u00f3sito induce la producci\u00f3n de hidroxiapatita, responsable por la mineralizaci\u00f3n del hueso, dice Ladeira. Eso significa que \u00e9l es biodegradable, biocompatible y promotor de osteog\u00e9nesis (proceso de formaci\u00f3n y desarrollo de los huesos). El biocomp\u00f3sito atrajo el inter\u00e9s del grupo empresarial Nanosolutions, con sede en la Ciudad de M\u00e9jico, que ya inici\u00f3 negociaciones con la universidad para hacer las pruebas cl\u00ednicas necesarias para la certificaci\u00f3n del producto.<\/p>\n
Aplicaciones biol\u00f3gicas En los experimentos in vitro ser\u00e1 verificada la interferencia de los nanotubos en la proliferaci\u00f3n, adhesi\u00f3n, migraci\u00f3n, muerte y mantenimiento del estado diferenciado de c\u00e9lulas en cultivo, dice Heloisa. En los an\u00e1lisis in vivo se har\u00e1 la implantaci\u00f3n del biocomp\u00f3sito en alv\u00e9olos (cavidad donde el diente se encaja) dentarios de ratones despu\u00e9s de la extracci\u00f3n del primer molar. La evaluaci\u00f3n tiene como objetivo verificar si la implantaci\u00f3n del biocomp\u00f3sito va efectivamente a acelerar la regeneraci\u00f3n \u00f3sea sin aumentar la reacci\u00f3n inflamatoria. Si ese modelo fuera comprobadamente funcional, el biocompuesto podr\u00e1 aplicarse en otros locales que necesitan regeneraci\u00f3n \u00f3sea, como fracturas, por ejemplo, o en la regeneraci\u00f3n de otros tejidos, como piel artificial.<\/p>\n Otra l\u00ednea de trabajo desarrollada en la UFMG, tambi\u00e9n derivada de la investigaci\u00f3n iniciada hace tres a\u00f1os, utiliza nanotubos de carbono para el silenciamiento g\u00e9nico, una l\u00ednea de investigaci\u00f3n que podr\u00e1, en el futuro, conducir a nuevas drogas dirigidas, que buscan el objetivo programado. Los nanotubos son utilizados como elementos transportadores de peque\u00f1as mol\u00e9culas de ARN (siARN), que, llevadas para dentro del citoplasma de las c\u00e9lulas, en un proceso conocido como transfecci\u00f3n, silencian el comando de s\u00edntesis de prote\u00ednas espec\u00edficas. Ese abordaje consiste en impedir que el gen estudiado genere la prote\u00edna por \u00e9l codificada con el prop\u00f3sito de analizar las consecuencias de esa inhibici\u00f3n en la c\u00e9lula. Mientras los m\u00e9todos comerciales de transfecci\u00f3n disponibles tienen una tasa de eficiencia muy baja, en la faja de un 30% a 40%, el complejo silenciador formado por el nanotubo de carbono y siARN tiene eficiencia de un 80% a 90%, dice la profesora Silvia Guatimosim, que coordina el trabajo en alianza con la profesora Maria de F\u00e1tima Leite, ambas del Departamento de Fisiolog\u00eda y Biof\u00edsica del CB. Otra ventaja es que el nanotubo de carbono hasta ahora no se mostr\u00f3 citot\u00f3xico, lo que llevar\u00eda a la muerte de la c\u00e9lula. Los experimentos est\u00e1n siendo hechos con c\u00e9lulas card\u00edacas, hep\u00e1ticas y neuronales, dice Marina de Souza Ladeira, alumna de doctorado que participa del proyecto.<\/p>\n Agentes antineopl\u00e1sicos Los liposomas tienen una cavidad acuosa donde pueden ser colocados agentes quimioterap\u00e9uticos que sean solubles, dice M\u00f3nica. Como la regi\u00f3n tumoral tiene un pH m\u00e1s bajo que los tejidos normales, cuando esos liposomas sensibles al pH \u00e1cido llegan a esa regi\u00f3n ellos liberan la droga en el local espec\u00edfico, o sea, en la c\u00e9lula tumoral. La nanotecnolog\u00eda para el transporte de f\u00e1rmacos puede reducir la toxicidad del tratamiento y aumentar la eficacia terap\u00e9utica, resalta la profesora.<\/p>\n La cisplatina es usada para tratamientos quimioterap\u00e9uticos de c\u00e1ncer de cabeza, cuello, ovario, pulm\u00f3n y pr\u00f3stata. El gran problema es que tiene una gran toxicidad renal, lo que limita mucho el aumento de dosis por el m\u00e9dico. Algunos pacientes con dosis repetidas comienzan a tener resistencia y no responden m\u00e1s al tratamiento. La conducci\u00f3n del quimioterap\u00e9utico en un sistema nanoestructurado podr\u00eda sortear esa toxicidad renal, porque el camino recorrido por \u00e9l no es el mismo del medicamento convencional. La resistencia al tratamiento est\u00e1 muy vinculada a la incapacidad que la c\u00e9lula tiene a lo largo del\u00a0 tempo de permitir la entrada del medicamento, dice M\u00f3nica.<\/p>\n El trabajo, que comenz\u00f3 en 2001, es hecho en sociedad desde 2005 con la empresa minera de investigaci\u00f3n cl\u00ednica Biocancer Clinical Research. La empresa act\u00faa en todas las fases de desarrollo del medicamento y posee un acuerdo con el Hospital de las Cl\u00ednicas de la UFMG, donde mantienen un laboratorio. Parte del desarrollo de la formulaci\u00f3n est\u00e1 concluida y ahora est\u00e1n siendo hechos estudios pre-cl\u00ednicos, que se encuentran en la etapa final e investigan dos l\u00edneas de administraci\u00f3n del nanomedicamento, una v\u00eda endovenosa y otra intraperitoneal (membrana que recobre las paredes del abdomen y para en la superficie de los \u00f3rganos digestivos). La investigadora est\u00e1 siendo financiada con 180 mil reales de la Fundaci\u00f3n de Apoyo a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica del Estado de Minas Gerais (Fapemig, sigla en portugu\u00e9s), por medio del programa Pappe Subvenci\u00f3n, que financia proyectos de investigaci\u00f3n y desarrollo en micro y peque\u00f1as empresas, 510 mil reales de la Financiera de Estudios y Proyectos (Finep) y 695 mil reales de la Red Minera de Investigaciones en Nanobiotecnolog\u00eda, creada en 2002 y financiada por la Fapemig.<\/p>\n M\u00f3nica, conjuntamente con el profesor Valbert Nascimento Cardoso, tambi\u00e9n estudia el empleo de liposomas como agente de diagn\u00f3stico para procesos inflamatorios e infecciosos. Marcados con un is\u00f3topo radioactivo, como el tecnecio, esos liposomas emiten rayos gamma capaces de generar im\u00e1genes que permiten la identificaci\u00f3n de focos inflamatorios e infecciosos en estadios iniciales, sin necesidad de sacar sangre del paciente para hacer la evaluaci\u00f3n, como ocurre con el uso de leucocitos radiomarcados, considerado patr\u00f3n.<\/p>\n En la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara, un grupo de investigaci\u00f3n coordinado por los profesores Elson Longo y Maria Valnice Boldrin, en asociaci\u00f3n con el Grupo EMS, fabricante de medicamentos,\u00a0 trabaja desde comienzos de 2007 en el desarrollo de nanomedicamentos con liberaci\u00f3n controlada de activos antihipertensivos. La alianza se concret\u00f3 por medio del Centro Multidisciplinario para el Desarrollo de Materiales Cer\u00e1micos (CMDMC), uno de los Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n mantenidos por la FAPESP. Estamos a\u00fan en una primera fase del trabajo, dice Longo. Escogemos los tipos de pol\u00edmeros que vamos a utilizar como veh\u00edculo para el medicamento y los activos que ser\u00e1n usados para hacer el transporte. Ahora la investigaci\u00f3n est\u00e1 centrada en la interacci\u00f3n entre el pol\u00edmero y los antihipertensivos.<\/p>\n El pol\u00edmero, bastante conocido, pero que no puede ser revelado porque a\u00fan est\u00e1 en fase de dep\u00f3sito de patente, va a englobar el medicamento activo y llevarlo hasta un local espec\u00edfico. La propuesta es producir medicamentos antihipertensivos capaces de actuar solamente en una determinada estructura de tejido como, por ejemplo, en m\u00fasculos estriados card\u00edacos. Estamos trabajando con cinco diferentes antihipertensivos, explica Longo. La tecnolog\u00eda permitir\u00e1 disminuir la cantidad del medicamento activo utilizado, con m\u00e1s eficacia que los encontrados hoy en el mercado. De los 4,7 millones de reales destinados a la investigaci\u00f3n, la empresa responde por un 40% y la Finep por lo restante.<\/p>\n El inter\u00e9s de las empresas en asociarse a las universidades es reflejo de la importancia que el tema nanotecnolog\u00eda y f\u00e1rmacos ha conquistado en el medio acad\u00e9mico. Entre 6.781 publicaciones, cruzando las palabras claves nanotecnolog\u00eda y f\u00e1rmaco, en el banco de datos Institute for Scientific Information (ISI), Brasil est\u00e1 en la 16\u00aa posici\u00f3n en investigaci\u00f3n, produciendo conocimiento, dice la profesora Adriana Pohlmann, del Instituto de\u00a0 Qu\u00edmica de la Universidad Federal de R\u00edo Grande del Sur (UFRGS), que conjuntamente con la profesora S\u00edlvia Guterres, de la Facultad de Farmacia de la misma universidad, particip\u00f3 del desarrollo del primer medicamento nanotecnol\u00f3gico del Brasil, un anest\u00e9sico local indicado para ser usado sobre la piel, que sali\u00f3 de la escala de bancada y est\u00e1 en fase de escalonamiento para posteriores pruebas cl\u00ednicas por la empresa paulistana Incrementha PD&I, instalada en el Centro Incubador de Empresas Tecnol\u00f3gicas (Cietec), en la Ciudad Universitaria.<\/p>\n Pol\u00edmeros biodegradables Por la potencia y tiempo de duraci\u00f3n de la anestesia, el producto podr\u00e1 ser utilizado hasta en peque\u00f1os procedimientos quir\u00fargicos, dice Suzuki. En la actual fase de la investigaci\u00f3n, ser\u00e1 hecha la validaci\u00f3n de pruebas, ya realizadas en animales y en pacientes. S\u00f3lo entonces el anest\u00e9sico podr\u00e1 ser usado de forma segura y eficaz en los procedimientos quir\u00fargicos. La previsi\u00f3n inicial en la \u00e9poca del anuncio del anest\u00e9sico, en abril de 2007, era que el producto fuese lanzado comercialmente en el 2008. Algunos contratiempos en\u00a0 la fase de desarrollo, que acostumbran ocurrir cuando es hecho el paso de la escala de laboratorio para la industrial, aplazaron el lanzamiento comercial para 2009. Nuestro objetivo es llegar hasta la fase de registro del producto, que ser\u00e1 entonces pasado para empresas comerciales, en el caso la Biolab y la Eurofarma, dice Suzuki.<\/p>\n La idea de desarrollar el producto parti\u00f3 de la Biolab, que busc\u00f3 a la UFRGS para proponerle una alianza. La universidad tiene, hace 12 a\u00f1os, dos laboratorios dedicados a investigaciones en el \u00e1rea de nanotecnolog\u00eda, el Grupo S\u00edntesis y Caracterizaci\u00f3n F\u00edsico-Qu\u00edmica de Micro y Nanopart\u00edculas Aplicadas en la Terap\u00e9utica, coordinado por Adriana Pohlmann, y el Grupo Sistemas Nanoestructurados para Administraci\u00f3n de F\u00e1rmacos, coordinado por Silvia Guterres. La universidad gaucha trabaja en la producci\u00f3n de conocimiento para, de esa forma, investigar productos espec\u00edficos bajo encomienda. Un ejemplo de eso son las investigaciones hechas con antiinflamatorios, como el diclofenaco, el mismo principio activo del Voltaren y de otros medicamentos cong\u00e9neres, publicadas en revistas cient\u00edficas internacionales. No es un trabajo enfocado en la innovaci\u00f3n, sino en la producci\u00f3n de conocimiento, dice Adriana. La alianza entre la universidad y el Biolab trajo como resultado un dep\u00f3sito de patente con cotitularidad. El proyecto cont\u00f3 con financiaci\u00f3n del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La nanotecnolog","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[316],"coauthors":[115],"class_list":["post-83611","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-medicina-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83611","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83611"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83611\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83611"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83611"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83611"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83611"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n<\/strong>Actualmente varios grupos de investigaci\u00f3n de la UFMG est\u00e1n trabajando para ampliar el diapas\u00f3n de aplicaci\u00f3n del biomaterial. Los estudios sobre funcionalidad y biocompatilidad del producto, principalmente para aplicaciones biol\u00f3gicas, est\u00e1n siendo hechos por el profesor Gregory Kitten, coordinador del Laboratorio de Matriz Extracelular y Biolog\u00eda del Desarrollo del Instituto de Ciencias Biol\u00f3gicas. La investigadora Helo\u00edsa Colleta, del equipo de Kitten y becada del Programa de Apoyo a Proyectos Institucionales con la Participaci\u00f3n de Reci\u00e9n Doctores (Prodoc), de la Coordinadora de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes), est\u00e1 haciendo pruebas con el biocompuesto para la utilizaci\u00f3n futura en implantes dentarios. Principalmente cuando hay la p\u00e9rdida del diente por causa de enfermedades periodontales, el per\u00edodo de regeneraci\u00f3n \u00f3sea es largo, lo que lleva a la busca de alternativas que aceleren esta etapa.<\/p>\n
\n<\/strong>Adem\u00e1s de la investigaci\u00f3n de silenciamiento g\u00e9nico, que integra un conjunto de aplicaciones biol\u00f3gicas para los nanotubos de carbono, otras l\u00edneas de estudio en el \u00e1rea de nanomedicina en alianza con empresas han sido desarrolladas en la UFMG. Una de ellas trata del desarrollo de un sistema de liberaci\u00f3n para transporte de agentes anti-neopl\u00e1sicos, coordinado por la profesora M\u00f3nica Cristina de Oliveira, del Departamento de Productos Farmac\u00e9uticos de la Facultad de Farmacia. La tecnolog\u00eda utiliza liposomas, nanoestructuras constituidas por l\u00edpidos, semejantes a las c\u00e9lulas humanas, para el transporte de f\u00e1rmacos para regiones espec\u00edficas del organismo. Esas nanoestructuras son fabricadas en el laboratorio con materia prima sint\u00e9tica o extra\u00edda de la soja y del huevo. En los experimentos se us\u00f3 una formulaci\u00f3n que asocia los liposomas a la cisplatina, un quimioterap\u00e9utico sint\u00e9tico usado en el tratamiento de tumores cancer\u00edgenos.<\/p>\n
\n<\/strong>El sistema que est\u00e1 siendo probado utiliza nanopart\u00edculas de pol\u00edmeros biodegradables como acarreadores del f\u00e1rmaco. La ventaja es que ese material es naturalmente metabolizado por el organismo, lo que significa que es biodegradable y biocompatible, dice Henry Suzuki, director t\u00e9cnico de la Incrementha, empresa con foco en la investigaci\u00f3n y el desarrollo, creada por dos industrias brasile\u00f1as del \u00e1rea farmac\u00e9utica, la Biolab y la Eurofarma. Una diferencia fundamental en relaci\u00f3n a las pomadas comerciales es que ellas tienen el agente anest\u00e9sico disperso en aceite, mientras que las nanopart\u00edculas del nuevo producto se quedan dispersas en agua. Como la capa externa de la piel es m\u00e1s hidrof\u00edlica, o sea, tiene m\u00e1s afinidad con el agua, las pomadas a base de aceite acaban perdi\u00e9ndose en el camino hasta llegar a las capas m\u00e1s internas y, con eso, su eficacia es reducida, explica Suzuki. La dispersi\u00f3n de las nanopart\u00edculas anest\u00e9sicas en agua hace que tenga una buena penetraci\u00f3n no s\u00f3lo en la capa m\u00e1s externa sino tambi\u00e9n en las internas, y eso con una dosis mucho menor de medicamento.<\/p>\n