Nanotecnología: la clave para conseguir un diagnóstico precoz en enfermedades neurodegenerativas

Sensores de apenas un átomo capaces de detectar el alzhéimer mucho antes que cualquier tecnología actual. Materiales tan pequeños que puedan introducirse en los tejidos del cerebro y sustituir los daños para ayudar a repararlo. Medicinas tan diminutas y tan precisas que puedan administrarse directamente en una zona nerviosa específica y sin que el paciente lo note. El sueño de diagnosticar y tratar las enfermedades neurodegenerativas más rápido, de manera más eficaz y con tratamientos menos invasivos se llama nanotecnología.

Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) lidera, junto a la Universidad del Punjab (India) y la Universidad Autónoma de Madrid, un estudio en el que se demuestra el potencial de los nanomateriales (aquellos del tamaño de nanómetros, equivalentes a la milésima parte del milímetro) de dos dimensiones para diagnosticar y tratar enfermedades neurodegenerativas.

En una revisión publicada en la revista Ageing Research Reviews se pone sobre la mesa todo lo que estos nanomateriales tienen aún que decir en los tratamientos contra estas patologías.

El grafeno

Irene Palacio, investigadora del ICMM-CSIC y experta en materiales bidimensionales (también llamados 2D), es una de las autoras de la investigación. "Estos materiales son los que tienen de espesor de un solo átomo, y son muy interesantes porque al reducir sus dimensiones, aparecen nuevas propiedades o las que ya tenían cambian", explica a Enclave ODS.

"El más famoso es el grafeno, pero hay más, y tienen aplicaciones biomédicas que cada vez se conocen mejor. Nosotros nos hemos focalizado en las enfermedades neurodegenerativas, como alzhéimer, párkinson...", añade. 

Se trata del nanomaterial mejor estudiado en este momento que, obtenido a partir de carbono, es el elemento con mayor presencia en la naturaleza, y, por tanto, el más económico. "Es la tendencia, en todas las investigaciones actuales, buscar materiales baratos y abundantes como el carbono o el nitrógeno", cuenta Palacio.

"Pero todo lo que tú puedas conseguir hacer en dos dimensiones, de un solo átomo, va a ser un material bidimensional. Igual un componente más raro, como el rutenio o el paladio, es más caro, pero tiene unas propiedades que compensan. Está todo por estudiar", asegura. 

Enfermedades neurodegenerativas

En concreto, patologías en las que nos hemos centrado, son dolencias que a día de hoy carecen de cura, pero que pueden tratarse mejor o más eficazmente cuanto antes se diagnostiquen.

Los nanomateriales en 2D tienen la capacidad de usarse para fabricar sensores que monitoricen el cerebro de un paciente de forma muy poco invasiva, y que incluso se diluyan de forma biocompatible. Su principal ventaja es que servirían para conseguir diagnósticos más tempranos y más precisos.

"Esta es la vía de investigación más avanzada, tener sensores más pequeños y sensibles, pero hay otras", comenta Palacio. También sirven "para administrar fármacos. Un nanomaterial puede transportar una molécula del medicamento que necesita un paciente de forma muy controlada y precisa, liberando poco a poco las dosis como el médico considere necesario". Finalmente, podrían servir en el futuro para lo que se conoce como ingeniería de tejidos, "por ejemplo, para reconstruir o arreglar un tejido que se ha dañado".

Aunque los datos son esperanzadores, los investigadores quieren dejar claro que aún estamos lejos de ver estas aplicaciones fuera del laboratorio. En España, el equipo del que forma parte Palacio desarrolló en 2023 "un sensor precisamente de grafeno, que es el material bidimensional más conocido, y que lo que hacía era detectar el virus de la hepatitis C en concentraciones muy, muy, muy pequeñas. Así que sabemos que es posible desarrollar esta tecnología, que es válida y que serviría para detectar antes una enfermedad, pero queda un proceso muy largo para que esté en funcionamiento en un hospital, por ejemplo".

El paso más complicado es el de certificar la "biocompatibilidad" de estos sensores, básicamente "si se pueden introducir en un cuerpo humano y no van a causar ningún tipo de daño", explica la científica. "Hay que estudiar que no se estropeen a largo plazo, que no se aglomeren… Es como si pones una prótesis", ejemplifica, "te tienes que asegurar que los elementos de los que está formada sean compatibles con el cuerpo humano".