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Ciencia

Nanotecnología: un arma en la batalla contra el coronavirus

nanotecnologia

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Foto:iStock

Su aplicación podría permitir desde la aplicación de tratamientos hasta el desarrollo de vacunas. 

Nicolás Bustamante
El Sars-Cov-2 cambió nuestras vidas. En tan solo cuatro meses, este diminuto virus causante de la enfermedad infecciosa por coronavirus (covid-19), ha logrado expandirse por decenas de países, dejando a su paso cifras de contagiados y muertos que han encendido las alarmas mundiales.

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Millones de personas hoy se encuentran confinadas en sus casas y en todos los países se han activado protocolos para hacerle frente al virus. Para la ciencia, este virus ha sido un reto inmenso. En muy poco tiempo fue necesario redoblar y juntar esfuerzos tanto para conocer su origen, evolución y características, como para encontrar rutas de diagnóstico y tratamiento que sean efectivas; y también para investigar posibles vacunas.
Dentro de las propuestas para diagnóstico, tratamiento y vacuna contra el Sars-Cov-2, el uso de nanomateriales ha aparecido como una opción a la que han acudido varios investigadores.
Desde hace más de una década, la Nanociencia y la Nanotecnología se han vinculado al mundo de una manera cada vez más acelerada y sus aplicaciones han sido llevadas a la medicina.
Actualmente, la Nanomedicina es un campo de muchísima actividad, y se espera que de allí surjan soluciones a los problemas de salud que enfrentamos. De hecho, la palabra Nano está relacionada íntimamente con el Sars-Cov-2, ya que hoy sabemos que además de su forma esférica el diámetro de este virus está entre los 50 y 200 nanómetros. Por eso, buscar soluciones con enfoque nano para un virus de tamaño nano es una perpectiva factible y necesaria.

Diagnóstico del Virus

La técnica convencional para detectar la presencia de Sars-Cov-2 es la denominada RT-PCR (por sus siglas en inglés), que consiste en tomar el virus, hacerle una transcripción inversa de su ARN (Ácido Ribonucleico) en ADN (Ácido Desoxirribunucleico) y luego generar una reacción en cadena de polimerasa, lo que amplifica exponencialmente su genoma haciendo posible su detección.
Aunque es una técnica muy precisa, tiene algunos inconvenientes técnicos: exige varias horas de análisis, requiere laboratorios dotados con instrumentación especializada y sólo funciona con un tipo de reactivos específicos, que en las actuales circunstancias no son fáciles de adquirir.
Por ello, recientes investigaciones han estado focalizadas en crear diagnósticos con técnicas alternativas. Una de ellas, ha sido la propuesta por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Noruega, en asociación con el Hospital St.Olavs, que consiste en usar nanopartículas magnéticas para extraer el ARN de una solución que contiene muestras del paciente.
Los resultados han sido prometedores y la meta es realizar 150 mil pruebas por semana.
Una segunda opción es usar nanosensores biológicos que permitan la detección rápida y precisa de hebras de ARN del virus en muestras de saliva o fluidos nasofaríngeos.
Esta es una técnica que ha presentado el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología en el marco de la iniciativa de la Unión Europea llamada “ConVat”, que pretende agrupar todas las investigaciones que buscan encontrar nuevos sistemas de diagnóstico del SARS-COV-2.
En nuestro país, dentro de la más reciente convocatoria del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MinCienciatón) dos propuestas de diagnóstico del virus con nanobiosensores fueron aprobadas.

Tratamiento del Virus

Para el tratamiento de pacientes contagiados con el SARS-COV-2 el enfoque ha sido ensayar anticuerpos y fármacos que una vez administrados al paciente ataquen directamente al virus.
Aunque actualmente hay más de 100 fármacos siendo estudiados para intervención, en cuatro de ellos se ha centrado la atención: remdesivir, cloroquina, ritonavir / lopinavir e interferón beta. De ellos, la cloroquina tiene una enorme relación con la Nanociencia.
Este fármaco ha sido usado desde hace 70 años contra la malaria, por lo que son muchos los estudios que se tienen sobre él. Varios de ellos han demostrado que una de sus funciones es disminuir la acumulación de nanopartículas esféricas de tamaños entre 14 y 2600 nanómetros en líneas celulares.
Teniendo en cuenta que estas son las características de forma y tamaño del Sars-Cov-2, es posible que la cloroquina induzca alteraciones en la captación celular de este nuevo virus en humanos, convirtiéndose en lo que se conoce como “inhibidor viral”.
Al respecto existe hoy en la comunidad científica un optimismo capcioso, ya que aún falta conocer mecanismos completos de la interacción entre este fármaco y el Sars-Cov-2.

Vacuna

La idea general de una vacuna consiste en inyectar moléculas víricas en el paciente de tal manera que desencadenen inmunidad para futuros ataques del virus.
Según la OMS, al día hoy se han registrado más de 70 ensayos de vacunas contra el Sars-Cov-2 de grupos y compañías de todo el mundo. La mayoría de ellas están aún en fase preclínica, salvo algunas excepciones que se encuentran en fases más avanzadas.
Una es la desarrollada en China por la compañía CanSino Bio en asociación con la Academia Militar de Ciencias Médicas; otra es la fabricada por la compañía Norteamericana Moderna Therapeutics.
Esta última ha llamado la atención por dos cosas: la primera dosis de ella fue aplicada en humanos el pasado 16 de marzo y su mecanismo de acción principal son nanopartículas lipídicas.
En esta vacuna, se usan ARN mensajeros (ARNm) que son instrucciones para hacer proteínas. Para este caso, los investigadores se focalizaron en unas partes del Sars-Ccov-2 llamadas proteínas puntiagudas (Spiky), que son las que el virus usa para adherirse e infectar a las células.
Esta vacuna tiene empaquetada las instrucciones del ARNm para las proteínas puntiagudas dentro de nanopartículas lipídicas.
Así, una vez las nanopartículas son inyectadas en una persona, sus células deberían empezar a fabricar las proteínas puntiagudas, lo que daría al cuerpo la información del SARS-COV-2 y lo prepararía para una infección futura del verdadero virus.
Aunque todas estas propuestas están aún en etapa de investigación y ensayo clínico- por lo que es necesario esperar un tiempo prudente para evaluar su eficacia real y reproducibilidad- es muy posible que algunas de ellas sean útiles para hacerle frente a la pandemia, lo que demostraría una vez más el poder de la Nanotecnociencia para el beneficio social y la necesidad de fortalecer su impulso y desarrollo en todos los niveles.
Si los resultados son favorables, sería un pequeño paso para la Nanotecnología pero un gran salto para la humanidad.
César Díaz Pomar
PhD Nanociencias y Materiales Avanzados
Investigador Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica- RedNano-Universidad Distrital
En Twitter:@cesardiaz33
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