Nanopartículas que administran medicamentos

En el futuro estas nanomáquinas serán útiles para tratar enfermedades como el cáncer.

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nanoparticulas

Dos nanopartículas se han comunicado entre sí para realizar, por primera vez, una tarea que allanará el camino para nanomáquinas más complejas en el futuro, que podrían ser útiles en áreas como el tratamiento del cáncer. Así, un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia y la Complutense de Madrid (España) ha conseguido crear dispositivos útiles a escala nanométrica haciendo que estos interactúen de manera significativa. Teniendo en cuenta que una nanopartícula sin comunicación, no puede hacer nada más que convertir o almacenar la energía más básica, esto supone un gran avance en el campo de la nanotecnología.


"Una nanomáquina por sí sola no puede hacer mucho. Al igual que nosotros podemos hacer muchas cosas más si conectamos nuestro ordenador a Internet,
las nanomáquinas serán capaces de hacer muchas, muchas más cosas si son capaces de interactuar", explica Josep Miquel Jornet de la Universidad de Buffalo.

 

¿Cómo hacer que las nanopartículas se comuniquen?



Mirar a la naturaleza fue clave para resolver este problema, pues las células y las bacterias utilizan señales químicas para comunicarse. ¿Podrían las nanopartículas artificiales hacer lo mismo? Este fue el reto de la investigación.

Los científicos utilizaron un par de
partículas de Janus (llamadas así en honor al antiguo dios romano Jano -Janus, en latín-, dios del cambio y la transición, de los comienzos y de los finales) que como el dios, tienen dos caras. Una cara se fabricó de sílice poroso para transportar la carga de la partícula y la otra de oro. Las caras con oro, que controlaban la comunicación -pues el oro no solo es buen conductor del calor-, fueron tratadas especialmente con diferentes enzimas que respondían a las señales del otro.

Cuando la cara con oro de la primera partícula fue expuesta a una molécula de lactosa, rompió la molécula y liberó glucosa, que la cara de oro de la segunda partícula transformó en ácido. Disparado por el ácido, la cara de sílice de la segunda partícula liberó un aminoácido al primero, que reconoció ese compuesto y liberó el producto final, un tinte.

 

El colorante solo se liberaba si cada paso del proceso de comunicación se realizaba según lo previsto. Si sucedía, indicaría que las nanopartículas enviaron con éxito mensajes de ida y vuelta. Y así fue.


"Parece simple, pero esto está ocurriendo entre máquinas que tienen decenas de nanómetros de diámetro", comenta Jornet.
Esta comunicación bidireccional es crucial para fabricar máquinas y redes más complejas a escala nanométrica.



"Este es uno de los primeros pasos hacia la construcción de un robot nanométrico. Nuestro sueño es construir una nanomáquina autónoma que pueda utilizarse para combatir el cáncer", aclara Reynaldo Villalonga, coautor del trabajo.

 

 

"En el siglo XX se desarrollaron grandes inventos como las aeronaves, las telecomunicaciones o los antibióticos. La nanotecnología está llamada a ser la revolución del siglo XXI y ayudar en la detección y el tratamiento del cáncer y otras enfermedades. El hecho de incorporar enzimas en partículas a escala nanométrica para que controlen su funcionamiento y se comuniquen entre sí abre la posibilidad para diseñar nanodispositivos capaces de realizar tareas más complejas", comenta a MuyInteresante Antoni Llopis, líder del estudio. 

 

 

Referencia: Interactive models of communication at the nanoscale using nanoparticles that talk to one another. Nature Communications. Article number:15511 (2017) DOI: 10.1038/ncomms15511

 

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