Nanoagujas

Un equipo de investigadores del Houston Methodist Research Institute de EEUU y del Imperial College de Londres ha desarrollado una clase de dispositivos nanométricos descriptibles como agujas inyectoras (nanoagujas), que impulsan a nuevos vasos sanguíneos a desarrollarse. La técnica, probada con éxito en ratones, en un futuro podría ayudar a hacer que órganos y nervios dañados se reparen a sí mismos, y a que órganos trasplantados prosperen con un riesgo de rechazo mínimo. Esto permitirá personalizar tratamientos para cada paciente, lo que proporciona una infinidad de posibilidades para la detección, el diagnóstico y la terapia de alteraciones en el organismo.

Esto serviría, por ejemplo, para curar zonas de la piel quedamas (las nanoagujas reprogramarían las células de esas áreas para que la lesión se recuperase con tejido funcional, en lugar de formar una cicatriz) o para cubrir órganos e implantes incorporados al cuerpo, y así promover su integración sana en el organismo.

La imagen muestra una célula humana individual (marrón) sobre un “bosque” de nanoagujas (azul). Esta espectacular imagen fue captada por los investigadores usando microscopía electrónica.

Funcionamiento y características 

Las nanoagujas funcionan liberando ácidos nucleicos a un área específica. Estos ácidos son los componentes básicos de todos los organismos vivos; y se encargan de codificar, transmitir y expresar la información genética. Los científicos están investigando formas de utilización de estos ácidos para reprogramar las células y que estas lleven a cabo diferentes funciones.

Las nanoagujas, por otra parte, son pequeñas estructuras porosas que actúan como una esponja, para cargar significativamente más ácidos nucleicos que cualquier estructura sólida. Esto hace que sean más eficaces en la liberación de su carga útil. Pueden penetrar en la célula, sin pasar por su membrana externa, para liberar los ácidos nucleicos sin dañar o matar a la célula.

Por último, las nanoagujas están hechas de silicio biodegradable, lo que significa que se pueden dejar en el cuerpo sin riesgo tóxico. El silicio se degrada en aproximadamente dos días, dejando sólo una cantidad insignificante de una sustancia inofensiva llamada ácido ortosilícico.

• El grupo de investigación aspira ahora a desarrollar un material similar a un vendaje flexible que contenga a las nanoagujas, para su aplicación en distintas partes del cuerpo, interna o externamente. En el área cubierta con este vendaje, las nanoagujas liberarían los ácidos nucleicos necesarios para reparar y restablecer la programación celular.

La imagen muestra células humanas (en verde) en nanoagujas (naranja). Los nanoagujas han inyectado ADN en los núcleos de las células (en azul). La imagen fue tomada por los investigadores con microscopía óptica. 

Experimentación y resultados 

En un experimento descrito en la revista Nature Materials, el equipo de científicos ha demostrado que se pueden liberar ácidos nucleicos de ADN y ácidos nucleicos de interferencia (siRNA) en células humanas, en laboratorio y con la ayuda de sus nanoagujas.

También han demostrado que se pueden suministrar ácidos nucleicos en los músculos del lomo de ratones, con esta misma técnica. En este caso, tras siete días, se produjo un incremento de seis veces en la formación de nuevos vasos sanguíneos en el ratón.

Además, esos nuevos vasos sanguíneos siguieron formándose durante un período de 14 días. La técnica, por otro lado, no causa inflamación u otros efectos secundarios dañinos.