La Nanociencia es la ciencia del Siglo XXI, de la cual debemos participar activamente, en razón del cambio en los conocimientos adquiridos de las disciplinas que componen la ciencia farmacéutica. Es por ello que esta nueva ciencia del siglo XXI, tiene una vital importancia para la humanidad y los Farmacéuticos debemos conocerla mejor, contribuyendo al desarrollo de la NANOFARMACIA, su divulgación y aplicación.

Científicos del Centro de Investigación en Ciencias de los Materiales del Trinity College de Dublin, fabricaron por primera vez transistores impresos compuestos enteramente por nanomateriales en dos dimensiones.

Estos nanomateriales 2D combinan interesantes propiedades electrónicas con la posibilidad de producirlos a muy bajo costo. El descubrimiento abre el camino en las industrias alimenticias y farmacéuticas para imprimir una serie de dispositivos electrónicos en etiquetas inteligentes e interactivas. También se podrían aplicar a la seguridad de los billetes de próxima generación y pasaportes electrónicos.

Los circuitos electrónicos impresos con los nanotransistores 2D permitirá, a los productos de consumo, reunir, procesar, visualizar y transmitir la información: por ejemplo, cartones de leche podrían enviar mensajes a tu teléfono advirtiendo que la leche está a punto de quedar fuera de fecha, etiquetas de vino que avisan cuando el vino blanco está en su temperatura óptima, o incluso informar el pronóstico del día.

Los hallazgos se publicaron en la revista Science con el título “All-printed thin-film transistors from networks of liquid-exfoliated nanosheets”. La posibilidad de impresión surge de colocar nanomateriales en 2D, incluyendo el grafeno, el nitruro de boro y nanoláminas de diseleniuro de tungsteno en líquidos.

Los nanomateriales se los utiliza en forma de nanoláminas planas de unos pocos nanómetros de espesor, pero cientos de nanómetros de ancho. A partir de los diferentes materiales se obtienen las propiedades electrónicas de los conductores, aislantes o semiconductores, lográndose de este modo todos los componentes básicos de los circuitos electrónicos.

Los investigadores utilizaron técnicas de impresión estándar para combinar nanoláminas grafeno (electrodos) con otros dos nanomateriales: diseleniuro tungsteno (canal) y nitruro de boro (separador) para formar el transistor de trabajo. El procesamiento liquido es especialmente ventajoso para producir con facilidad grandes cantidades de materiales 2D de alta calidad; ofreciendo la posibilidad de imprimir circuitos a muy bajo costo y facilitar una amplia gama de aplicaciones para etiquetas inteligentes e interactivas de gran utilidad en la actividad farmacéutica.-

(Fuente: “All-printed thin-film transistors from networks of liquid-exfoliated nanosheets”. Adam G. Kelly, Toby Hallam, Claudia Backes, Andrew Harvey, Amir Sajad Esmaeily, Ian Godwin, João Coelho.Science,  07 Apr 2017: Vol. 356, Issue 6333, pp. 69-73. 
Publicado por Alberto Luis D’Andrea en “Biotecnología & Nanotecnología al Instante”, 7:16, abril 8 2017). 

En la publicación “A rapid screening method to evaluate the impact of nanoparticles on macrophages” (Nanoscale, 2017), Carole Bourquin y colaboradores de la Universidad de Friburgo (Suiza), presentan un método para evaluar de una manera segura, estandarizada y en tiempo récord la biocompatibilidad de las nanoparticulas.

El uso de nanopartículas (elementos pequeños, del tamaño de los virus), producidas en condiciones de laboratorio, está cada vez más extendido en el mundo de la biomedicina. Esta tecnología de rápida evolución ofrece esperanza para muchas aplicaciones médicas, ya sea en diagnóstico o terapia.

En oncología, por ejemplo, se cree que acortarán el tratamiento y lo harán más preciso, eficaz y menos doloroso para los pacientes. Sin embargo, la forma de como interactúan con el sistema inmune sigue siendo poco clara e impredecible, limitando su potencial uso médico.

Los investigadores idearon un método de detección rápida para seleccionar las nanopartículas más prometedoras; una vía para el desarrollo de nuevos tratamientos. El método presentado, en menos de una semana, permite determinar si las nanopartículas son compatibles o no con el cuerpo humano; un análisis que antes requería de varios meses de trabajo. Cuando cualquier elemento extraño entra en el cuerpo se activa el sistema inmune. Los macrófagos se encuentran siempre en la primera línea, son grandes células capaces de  ingerir ” invasores” y desencadenar la respuesta inmune.

Las nanopartículas no son una excepción a la regla. La investigación sobre la forma en que los macrófagos reaccionan ante la nanopartícula sirve para predecir la biocompatibilidad del medicamento. La parte medular de la propuesta consiste en poner a los macrófagos en contacto con las nanopartículas durante 24 horas y luego hacerlos pasar por haces de láser.

La fluorescencia emitida por los macrófagos hace posible visualizarlos y caracterizar sus niveles de activación. Dado que las propias nanopartículas también son fluorescentes, podemos medir la cantidad ingerida por los macrófagos, obteneniéndose un diagnóstico sobre la biocompatibilidad integral en dos o tres días y posibilitando la selección rápida de las nanoparticulas más prometedoras para el tratamiento.

Este nuevo enfoque también limita el uso de la experimentación con animales,  disminuye el costo de las investigaciones y abre la puerta a tratamientos de distintas patologías cada vez más personalizados.

Bibliografia:
“A rapid screening method to evaluate the impact of nanoparticles on macrophages”. Nanoscale, Inès Mottas, Ana Milosevic, Alke Petri-Fink, Barbara Rothen-Rutishauserc, Carole Bourquin. Vol. 9, pp 2492-2504 (2017).

Desde baterías de auto hasta pruebas de embarazo, esta disciplina obtiene cada vez más aplicaciones. Como seguimiento de un taller organizado en Buenos Aires por la Secretaría de Articulación Científico Tecnológica, el especialista Galo Soler Illia analizó la temática.

Observar y manipular la materia en una escala 75 mil veces más pequeña que el ancho de un cabello tal vez parezca ciencia ficción, pero la nanotecnología es una realidad y ya se implementa con variadas y fascinantes aplicaciones. Su potencial es tan grande que, actualmente, las industrias más importantes del mundo la aprovechan en campos como la farmacéutica, la robótica, la metalúrgica, la petroquímica, la alimentación, la mecánica, la informática, la energía, e incluso la astronáutica. La lista parece no conocer final. 

Para Galo Soler Illia, investigador principal del Conicet y director del Instituto de Nanosistemas de la Universidad Nacional de General San Martín, la clave de estas técnicas radica en su capacidad para mejorar a todas las demás: “Que la nanotecnología ya está entre nosotros no cabe duda -señaló-, pero promete adquirir un peso fundamental en los campos de la salud, la energía y el ambiente, con evidente énfasis en la purificación del agua”.

El especialista fue uno de los expositores durante el workshop “Sistemas nacionales: articulando ciencia e industria”, organizado por la Subsecretaría de Coordinación Institucional, dependiente del Ministerio de Ciencia.

“Modificar elementos a nivel nanométrico es disruptivo porque abre las puertas a las tecnologías del futuro”, señaló Soler Illia. “Tomar los ladrillos fundamentales de la naturaleza y recombinarlos habilita, por ejemplo, a crear pinturas que funcionen como celdas solares, medicamentos distribuidos de manera inteligente en el organismo, descontaminantes activos, o polímeros más resistentes y con propiedades antibacteriales”, enumeró el especialista.

El primero en teorizar sobre este tipo de procedimientos fue Richard Feynman en 1959. Al advertir cómo las células -a pesar de su tamaño- realizan gran variedad de tareas, el físico se preguntó si sería posible replicar tales mecanismos de manera controlada. Sin embargo, las imposibilidades técnicas de la época pusieron las ideas de Feynman en suspenso hasta la llegada del microscopio de túnel en 1982, que permitiría ver y maniobrar átomos. De hecho, estos equipos se destacan por su versatilidad y rendimiento con respecto a sus predecesores que eran más grandes y costosos.

En las últimas décadas, gran parte de las industrias comenzaron a operar con aplicaciones de lo extra-pequeño hasta incorporarlas en su cotidianeidad. En efecto, Soler Illia destacó la expandida utilización de los catalíticos que cada auto lleva en su caño de escape, cuya función es convertir los gases tóxicos de la combustión en otros menos perjudiciales. “Las baterías de los celulares contienen electrodos de carbono que ya se hacen de manera muy barata con nanotecnología”, expresó. Y añadió: “Las cabezas de lectura de los discos rígidos se construyen a partir de finas capas de metal tratadas magnéticamente por medio de estas técnicas”. Otro ejemplo son las pruebas de embarazo que contienen biomarcadores que se activan al entrar en contacto con hormonas específicas que segrega una mujer al ingresar en ese estadio.

El campo de la Medicina también busca incorporar más y mejores herramientas a través de las nanotecnologías. Si bien es importante distinguir entre lo alcanzado y lo que aún está en experimentación, el especialista marcó tres ejes desde los cuales se aborda la cuestión sanitaria: el diagnóstico, que ya cuenta con productos en el mercado, como los tests de glucosa en sangre que arrojan resultados instantáneos; el tratamiento, donde se trabaja en métodos para distribuir fármacos en áreas enfermas del organismo sin afectar a las sanas, por ejemplo en curaciones contra mal de Chagas o el cáncer; y la teranóstica, en la que se combinan diagnóstico y tratamiento.

Este enfoque, explicó Soler Illia, apunta a cruzar la Biotecnología con la nanotecnología para crear vehículos que podrían transportar las drogas a través del torrente sanguíneo y, a la vez, monitorear los tejidos de los pacientes hasta llegar a la zona afectada.

Ambiente y energía son otras dos áreas estratégicas que los investigadores esperan optimizar. Actualmente existen pinturas antibacterianas, electro-catalizadores para destruir contaminantes con la energía del sol y compuestos de nanopartículas para purificar napas de agua; esto último de factura nacional. En el campo de la energía, por ejemplo la empresa Y-TEC (conformada por YPF y Conicet) indaga no sólo en formas de extraer hidrocarburos mediante nanotecnología, sino también en cómo generar fuentes alternativas como el shale-oil.

En la Argentina, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva ha impulsado proyectos mediante distintos instrumentos de financiación, como el Programa de Inversión en Emprendimientos-Nano de la Fundación Argentina de Nanotecnología; el Fondo Argentino Sectorial y el Fondo Tecnológico Argentino ambos de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica.


El presente y el futuro de la Nanotecnología

La capacidad de manipular en un laboratorio todos los elementos a disposición del hombre no ha escapado al debate. En países como Canadá e Inglaterra se han puesto en tela de juicio las implicancias de una herramienta tan poderosa. Por su parte, Soler Illia consideró que la disyuntiva aparece al encontrarse la Biología sintética y la nanotecnología, “ya que resulta necesario definir cuáles son las condiciones mínimas para tener un organismo considerado viviente”. Y subrayó: “No hace falta tener una célula entera sino grupos de sistemas circunscriptos a funciones específicas, como fotosíntesis sintética o transporte de energía. Pero, si combinar ladrillos nanométricos abre lugar a polémicas, entonces será necesario conformar comités de ética como los que regulan el trato de animales”. 

La mayor dificultad que afronta esta disciplina actualmente radica en su alto costo monetario e inferior rendimiento frente a procesos de fabricación tradicionales, aunque su costo ecológico es menor.

En esa línea, Soler Illia resalta la necesidad “de meter en la ecuación económica al medio ambiente y el bienestar de las personas, con el fin de  avanzar hacia técnicas que permiten un ahorro energético. Porque tal vez se trate de un proceso más lento y menos masivo, pero con una menor huella ecológica que favorece, en última instancia, a la habitabilidad del planeta”.

 

Fuente: Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación