Innovación en Medicina: la nanomedicina (Parte I)

Oscar Barranco Liébana

Managing Director. Mind Kapital Consulting. España

Resumen

La Nanomedicina se perfila como una de las áreas de mayor impacto para la humanidad. Sus aplicaciones nos hacen soñar con vidas mucho más sanas, más longevas, y en definitiva, con una calidad de vida mucho mayor de la que poseemos en la actualidad. Para alcanzar estas metas, tendremos que adentrarnos en descubrimientos tecnológicos, científicos, empresariales, pero también políticos, sociales y legales. El espíritu emprendedor característico de personas proactivas, con iniciativa propia y líderes de su destino, nos permitirá transformar el status quo hacia una nueva dimensión del bienestar, nunca antes vivida en nuestra historia.

Para muchas personas, emprender un proyecto en cualquier área científica, tecnológica o empresarial, empieza con la frase típica de “¡eso es imposible!”. Las puertas de la innovación suele estar allí donde la gente no busca, y siempre coincide con la percepción falsa por parte de la mayoría de las personas, de creer que algo es imposible de alcanzar o tiene una dificultad extrema.

Por esta razón, muchos emprendedores encontraron una solución real a obstáculos y fantasmas ficticios de muchas personas y organizaciones, evidenciando la falta de curiosidad, de imaginación y sobre todo, de ausencia de un espíritu emprendedor que genere una ambición constructiva y permita la evolución y el desarrollo hacia nuevas fronteras en distintos campos de la ciencia, la tecnología y las empresas.

La medicina está considerada como un área clave de desarrollo científico y tecnológico en la mayoría de los países del mundo. Las razones son obvias, pero no obstante, es evidente la lentitud en su desarrollo y la descoordinación que existe en la mayoría de ellos.

Imaginemos que los servicios públicos y privados sanitarios estuviesen coordinados, que no existiesen influencias políticas en la gestión de la salud de las personas, que a nivel organizativo funcionasen orientado hacia el paciente y no hacia la organización, que existiese una cooperación extrema entre el personal involucrado en el área sanitaria (médicos, profesores, enfermeros, científicos, políticos, tecnólogos, etc) y que sobre todo, tuviesen el tiempo necesario y suficiente para poder dedicárselo a la actividad principal de su existencia, los pacientes.

A pesar de que seamos todos conscientes de que los problemas sanitarios más importantes no son científicos ni tecnológicos, es cierto que el avance del conocimiento en estos ámbitos, genera un umbral totalmente nuevo hacia una esperanza renovada de calidad de vida para todas las personas de este planeta.

Por todos estos motivos, trataremos de adentrarnos en una nueva dimensión de oportunidades y posibilidades, que abre una visión fresca y revolucionaria, y que a través de lo pequeño y lo diminuto, desembocaremos en logros sobresalientes y resultados excelentes, yendo de la mano de la tecnología y de la ciencia.

Todas estas palabras tratarán de vislumbrar de alguna manera esa meta, con el único fin de alentar a algunos espíritus emprendedores, que se adentren hacia una nueva visión de la medicina, y en definitiva, de las posibilidades de desarrollo que tiene tan magna responsabilidad, como es la del médico.

De esta manera, nos encontramos con la nanomedicina, es decir, aquella parte de la ciencia que comprende aquellas prácticas médicas, incluyendo la prevención, el diagnóstico y la terapia, que requieren tecnologías basadas en interacciones entre el cuerpo humano y materiales, estructuras o dispositivos cuyas propiedades se definen a escala nanométrica1. Esta tendrá que ver con la monitorización, reparación, construcción y control de sistemas biológicos humanos a nivel molecular, usando, entre otros, nanodispositivos y nanoestructuras fabricados desde la ingeniería.

En la realidad, esta área es más científica que tecnológica, es decir, las aplicaciones existentes en la realidad son todavía escasas en comparación con la investigación que se está dedicando, aunque no obstante, la tendencia global prevé que en un plazo de 15 años, las aplicaciones tecnológicas y científicas, directamente extrapolables al paciente, se verán equilibradas gracias a la disponibilidad de instrumentos y herramientas tecnológicas ya desarrolladas para estos fines.

De la misma manera que la Ley de Moore pronostica la evolución de la miniaturización de los chips, también pronostica la capacidad tecnológica de la ingeniería de ahondar en dimensiones más pequeñas, que a su vez capaciten distintos avances e invenciones en otras áreas, como en la medicina.

Siguiendo esta capacidad de miniaturización y de cambio de propiedades físicas a escala nanométrica, los materiales nanoestructurados básicos, enzimas artificiales, y muchos otros productos de la biotecnología, serán tremendamente útiles para las aplicaciones médicas del día a día. Sin embargo, la visión completa de la nanomedicina no llegará justo hasta después del desarrollo de nanorobots y nanomáquinas médicas, las cuales puedan ser programadas y controladas con alta precisión.

Algunas de estas máquinas fueron ya profetizadas por distintos científicos y visionarios, y en la actualidad ya están siendo desarrolladas por distintos países.

Una vez que dispongamos de las nanomáquinas, el sueño de cualquier médico se podrá hacer realidad. Los doctores podrán ejecutar procedimientos reconstructivos y curativos en el cuerpo humano, a nivel celular o molecular, cuando dispongamos de microrobots controlados y reprogramables, cuyas partes hayan sido fabricadas con una precisión nanométrica.

Estos nanorobots estarán compuestos de partes precisas a nivel atómico, pero con una dimensión micrométrica de máximo 3 µm, correspondiente a los requisitos de poder pasar a través de los capilares. El material será con toda probabilidad de carbón, en forma de diamante o de nanocompuestos, por su dureza y por ser inerte químicamente y las comunicaciones podrán ser perfectamente acústicas, usando sensores de ultrasonidos para poder monitorizarlos y poder instalar una red de navegación de nanorobots, que vayan emitiendo señales de posicionamiento en cualquier lugar de nuestro cuerpo.

El futuro que nos espera nos permitirá arreglar nuestro cuerpo de las distintas enfermedades y dificultades existentes, como si fuera un taller de reparación, es decir, como si fuera una máquina convencional la cual necesita de algún arreglo para su puesta al día. Es más, se espera desarrollar nanoestructuras artificiales que capten y reparen las “heridas” del organismo humano, de la misma manera que actúan los linfocitos como defensas del cuerpo.²

A pesar de ser un futuro a largo plazo, la viabilidad científica y tecnológica nos permite, ya no soñar, sino esperar a una realidad humana mucho más longeva y con una alta calidad de vida.

Los médicos dedicados a la nanomedicina del siglo XXI, harán uso de los poderes curativos del mismo cuerpo humano y mecanismos homeostáticos, porque análogamente, estas intervenciones son más eficaces cuanto menos se intervenga. Pero la habilidad de dirigir acciones de una manera controlada a nivel celular, será la llave definitiva que abrirá la extensión indefinida de la salud y la expansión de las habilidades humanas.

La nanobiotecnología nos brindará algunas aplicaciones para hacer realidad estos desafíos científicos, como pueden ser en las áreas de la fisiología y estructura celular, la detección de virus, la radioterapia y la quimioterapia, el suministro de fármacos, las funciones neurológicas del cerebro, la investigación en ingeniería biomédica, el comportamiento molecular y la utilización de dispositivos visuales.

La Universidad de Michigan, ha probado ya una nanopartícula, a la cual llaman “caballo de Troya”, que lleva pegada un fármaco convencional y que consigue unos resultados 10 veces superiores al tratamiento de quimioterapia tradicional. Las dosis suministradas son mucho más bajas, y de esta manera se evita que el cuerpo entero esté saturado con el fármaco, y por tanto, posibilita utilizar fármacos mucho más potentes para dianas específicas. Esta nanopartícula entra mejor en las células cancerosas que en las normales, y evita por completo los efectos secundarios.

El uso de nanopartículas de oro es un ejemplo en la aplicación para el cáncer, ya que estas esferas se adhieren a las células cancerígenas, pudiendo ser calentadas desde fuera mediante una fuente de infrarrojos, y de esta manera, destruir las células a las cuales están pegadas, sin intervenir ni causar ningún efecto a cualquier tejido del entorno. ³

Por otra parte, gracias a la manipulación de la materia a escala nanométrica, los transistores podrán alcanzar un tamaño tal, que permitirá el almacenamiento de todos los libros del mundo en alrededor 1cm³ de espacio. Además, la biocompatibilidad demostrada de las neuronas con microcircuitos electrónicos, abren la puerta a futuros módulos de memoria externa o interna para nuestro cerebro, como si de un ordenador se tratara. Si le añadimos la capacidad de interacción inalámbrica, podemos soñar con multitud de aplicaciones y proyectos capaces de cambiar el mundo radicalmente.⁴

A pesar de ser sueños en estos momentos, la viabilidad tecnológica y biológica está demostrada, por lo que los logros no serán más que una cuestión de tiempo. El tiempo será dependiente de la cantidad de personas visionarias, que inviertan, apoyen y promuevan esta línea tecnológica y científica en cada uno de sus países. Como siempre, dependerá de las personas líderes en sus campos, por su poder personal, es decir, por el poder de llevar a la acción sus sueños y proyectos, apoyados siempre por un conocimiento tecnológico, científico y empresarial acorde con sus proyectos.

Todos estos sueños pasan inicialmente por conseguir los siguientes retos:

• Diseño y tamaño de los dispositivos: ya que se necesita una precisión nanométrica para el ensamblaje de estos dispositivos, a la misma vez que tener en cuenta las propiedades físicas críticas a escala del nanómetro ( Van der Waal, Viscosidad, Mecánica cuántica, superconductividad, etc)
• Biocompatibilidad: del espacio exterior e interior de los nanorobots. El exterior del robot estará expuesto a la bioquímica del cuerpo, pero el interior estará con seguridad protegido de cualquier intrusión externa. En realidad, se tratarán con los mismos problemas que los implantes actuales
• Energía: la cual se podría obtener de la metabolización de la glucosa y oxígeno, o entre otras aplicaciones, por inducción electromagnética por campos magnéticos exteriores guiados por una localización exacta del dispositivo.
• Comunicación: entre los dispositivos o una central que los controle. Inicialmente se ha considerado por medios acústicos en el rango de frecuencia de 1-10 MHz, como alternativa más eficiente. Aún así, se investiga distintos medios de comunicación que requieran poca energía
• Navegación: que podría estar dirigida por campos magnéticos externos, autónomamente, etc. La viscosidad es, en este aspecto, el factor crítico para poder facilitar la navegación de estos dispositivos por el torrente sanguíneo, y por esta razón, el diseño de estos dispositivos tiene muchas probabilidades de que sea esférico
• Eliminación de los dispositivos: tan pronto como los nanodispositivos hayan hecho su trabajo. Este factor está siendo causa de múltiples consideraciones éticas por el peligro que podría generar no poder llevar a cabo este proceso con eficiencia

Los desafíos que conlleva las distintas aplicaciones de la nanotecnología, independientemente de las áreas de aplicación, conlleva una inversión y coordinación de los sistemas nacionales de innovación, hacia la convergencia de áreas científicas y tecnológicas, hasta conformar centros y grupos excelentes multidisciplinares, que puedan generar desarrollos aplicables en la realidad, y no solamente apostar por la nanociencia. ⁵

Este factor fundamental en la inversión de la nanotecnología, es decir, la aplicabilidad directa de los logros obtenidos, ha sido entendido perfectamente por China, la cual ha visto crecer hasta en un número de 800 empresas en los últimos 3 años, un músculo científico y tecnológico líder en el mundo en esta área. Además, han apartado de su carrera vertiginosa, cualquier impedimento ético o social que pueda impedir los desarrollos de nuevos productos y sistemas.⁶

La alineación de intereses por parte de distintos grupos expertos en sus campos científicos y tecnológicos, se hace imprescindible para conformar una cooperación eficaz y eficiente, en el logro de metas ambiciosas de desarrollo en esta área prometedora. Por el contrario, la falta de alineación de estos intereses, generalmente público-privados, será el principal obstáculo para conseguir alcanzar las metas definidas, ya que para abordar con éxito un área para muchos países y regiones totalmente nueva en sus carreras profesionales, necesitan una gestión del conocimiento coordinada y eficiente, si realmente se quiere avanzar con la velocidad, o a veces aceleración, que exige el mercado global del conocimiento.

En este sentido, podemos decir con seguridad, que el principal obstáculo relacionado con este desarrollo y alineación de intereses, no es la financiación, sino la regulación. Esta tiene en sus manos la posibilidad de impulsar o retrasar su despegue, y por tanto, la obtención de beneficios.

En el área de la nanomedicina, la alineación de intereses, la coordinación de grupos expertos, así como de una gestión del conocimiento adecuada, es más imprescindible que en cualquier otro sector. La implicación en este ámbito del sector privado con el público, hace de este reto, un desafío al entendimiento de 2 mundos, con frecuencia yuxtapuestos en la realidad, pero que de fraguar una alianza efectiva, puede dar unos frutos inmejorables para la ciencia y la tecnología del país.

El reto tecnológico a que nos enfrenta la nanomedicina, nos hace también enfrentarnos a nuevas maneras de gestionar el conocimiento y el talento de los sistemas nacionales de innovación, llevándonos inexorablemente, hacia nuevas organizaciones inteligentes, ya sean centros, redes, clusters, parques tecnológicos, etc, que nos permitirá abordar áreas hasta ahora vírgenes para nuestros científicos y tecnólogos, y que podrán tener un papel relevante, ya no solo para la salud de nuestros conciudadanos, sino para la economía y competitividad de un país.

Sin embargo, nos preguntamos que si tan drásticos cambios y beneficios puede generar las distintas aplicaciones de la nanotecnología a cualquier área científica o empresarial, como puede ser en la medicina, ¿Por qué todavía en muchos países no se renuevan las líneas de investigación y tecnología? ¿Quién dirige estas líneas y con qué fin se diseña estas? ¿Qué interés tienen las personas que gestionan estos procesos que no están alineados con el beneficio de la salud y la economía del país? ¿Hasta cuando tenemos que esperar para ver algún cambio, mientras los demás países corren como si estuvieran en una carrera de fórmula uno?

Aún sabiendo las respuestas, seguimos esperando que llegue alguien, el héroe, que gire el timón hacia el rumbo adecuado, sin pensar, o sin querer ver, que cualquiera de nosotros puede ser perfectamente el capitán del barco. El miedo, la inercia del status quo y el resultado de la incertidumbre y el cambio, nos suelen bloquear muchas de las acciones que tendríamos que hacer, incluso esa llamada telefónica que tendríamos que hacer en este mismo instante que estamos leyendo este artículo. La seguridad, complacencia y tranquilidad, de mantener la situación actual bajo control y sin imprevistos, nos va a hacer salir del puerto mucho más tarde que los demás con toda seguridad, pero no hay problema, ya que nos volvemos a engañar a nosotros mismos para buscar la justificación más adecuada, de que en realidad, los culpables, como siempre, son los mandatarios políticos y empresariales, y de que nosotros no podemos hacer nada al respecto.

En los próximos artículos profundizaremos sobre las distintas aplicaciones existentes en la actualidad en nanomedicina, así como las líneas de desarrollo e investigación práctica con más impacto para la medicina.

Referencias

1. Samitier, J. (2005). Presentación del Lanzamiento Público de la Plataforma Española de Nanomedicina
2. Nanotecnología: la revolución industrial del Siglo XXI. Fundación de la Innovación Bankinter. 2006
3. Freitas, R. A., “Nanomedicine,” Vol. 1, Landes Bioscience, Austin, 1999.
4. Mihail C. Roco and William Sims Bainbridge. “Converging Technologies for Improving Human Performance”. NSF. June 2002.
5. John C. Miller, Ruben Serrato, Jose Miguel Represas Cardenas, and Griffith Kundahl. “Handbook of Nanotechnology” Wiley. 2005
6. Helmut Kaiser Consultancy. “Nano China”. Nanotechnology in China State 2005 and Development 2006-2010-2015.