Un artículo de Technology Review esta semana describe como la nanotecnología puede detectar cáncer. Cuando una persona contrae cáncer, su cuerpo emite unas señales de aviso mucho antes de que la medicina actual sea capaz de detectar la enfermedad. Si se pudiese detectar antes estos cambios sutiles en las células humanas, habría mayores posibilidades de salvar al enfermo. Pero los primeros cambios a nivel molecular en una persona que está en las primeras fases de un cáncer son increíblemente complejos y pueden pasar desapercibidos.
James Heath, un científico de la California Institute of Technology, cree que la
nanotecnología podría ofrecer la solución a este problema molecular. Heath cree
que conjuntos de ultra pequeños cables de silicona, cada uno fabricado para
detectar una proteína específica relacionada con el cáncer, podría detectar los
cambios más sutiles en la química corporal del ser humano.
Estos nanosensores que están siendo desarrollados por Heath y su equipo de
investigadores podrían buscar cientos, o incluso miles, de distintos
biomoléculas en solo una gota de sangre. Si funcionan, estos nanosensores
podrían suponer la base de unos análisis para detectar cáncer que serían no
solamente más exactos que los actuales, sino más baratos y más fáciles porque no
conllevarían muestras de tejidos y análisis de laboratorios.
La mayoría de sistemas para detectar cáncer son bastantes primitivos. Muchas
veces se utilizan sencillas exploraciones físicas para detectar un crecimiento
de tumor, o sistemas de imágenes por mamografías y radiografías. Existen algunos
análisis de sangre para otros tipos de cáncer, como cáncer de próstata o de
ovarios, pero estos no solo son lentos y costosos, sino que muchas veces son
poco fiables.
Un análisis de cáncer más fiable sería uno que reflejase la complejidad del
comportamiento biomolecular. Heath pretende construir aparatos que además de ser
capaces de realizar múltiples medidas desde una gota de sangre o de unas pocas
células extraídas de un tejido, también fuesen capaces de detectar cantidades
muy pequeñas de biomoléculas. "Pretendemos desarrollar una prueba que pueda
detectar un cáncer mediante un sencillo pinchazo del dedo, de la misma forma que
los diabéticos puedan controlar el nivel de azúcar en la sangre simplemente
pinchando el dedo para conseguir una pequeña cantidad de sangre".
Nanosensores biológicos:
Sensores biológicos de nanotubos de carbón podrían permitir que en el futuro los
diabéticos midan el nivel de glucosa en su sangre sin tener que recurrir a una
muestra de sangre.
Los nuevos nanosensores son nanotubos de carbón de capa única y este último
avance en nanotecnología pretende aprovechar la capacidad de fluorescencia de
nanotubos al ser iluminados por ciertas ondas de luz infrarroja. Dirige la
investigación profesor Michael Strano, investigador de la Universidad de
Illinois.
Para crear estos sensores biológicos, Strano construyó una capa de enzima
glucosa oxidase sobre la superficie de unos nanotubos sospendidos en agua. La
enzima no solo impide que los nanotubos se peguen, formando conjuntos inútiles,
sino también actua como un sitio selectivo donde glucosa se enlaza y genera
peróxido de hidrógeno.
Luego los científicos funcionalizaron la superficie con ferricianida, un ion
sensible al peróxido de hidrógeno. El ión se pega a la superficie a través de la
capa porosa. El peróxido de hidrógeno se formará con el ión, lo que transforma
la densidad electrónica del nanotubo y, en consecuencia, sus propiedades ópticas
también.
En palabras del profesor Strano, "Cuando la glucosa se encuentra con la enzima, se produce peróxido de hidrógeno lo que rápidamente produce una reacción con la ferricianida para modular la estructura electrónica y las características ópticas del nanotubo. Cuánto más glucosa, más brilla el nanotubo".
Los investigadores introdujeron los nanotubos en un tubo capilar que se puede
implantar dentro de un cuerpo humano. De esta forma el tubo capilar impide que
los nanotubos toquen directamente las células vivas, pero permite que entre
glucosa dentro. Luego implantaron este nanosensor biológico dentro de una
muestra de tejido humano. Iluminaron la muestra con un láser de luz infrarroja y
verificaron la fuerza de la fluorescencia del sensor relacionada con las
concentraciones de glucosa en el tejido.
