Las Nanopartículas: NEUMOSENSOR

El NEUMOSENSOR es un proyecto cuyo objetivo es el diagnóstico rápido de la neumonía a través de nanopartículas magnéticas.

Una de las principales áreas de investigación en nanociencia se basa en el desarrollo y el estudio de nanopartículas. Las nanopartículas pueden considerarse uno de los grandes avances de la biomedicina en la actualidad. Las nanopartículas durante estos últimos años han obtenido una mayor relevancia en este campo, especialmente, debido al uso de nanomateriales, cuya aplicación puede destinarse a varios fines como la hipertemia, el transporte y liberación de fármacos, la ingeniería de tejidos, la teranóstica o las aplicaciones lab-on-a-chip. Además, las nanopartículas aparecen como una solución para reducir la fuerte resistencia a los antibióticos que numerosos individuos padecen. Esta resistencia a los antibióticos ha sido producida por el suministro extenso e inadecuado de los antibióticos durante los últimos años. Como consecuencia, las bacterias se han vuelto resistentes a múltiples antimicrobianos, aumentando así la tasa mortalidad producida por estas bacterias e infecciones. Por tanto, la nanotecnología surge como solución a nuevas formas de identificar y diagnosticar microorganismos malignos de una manera más rápida y eficaz. De esta forma, la aplicación de la nanotecnología en la medicina permite el diagnóstico de enfermedades con mayor precisión y rapidez, y con ello una mayor precisión y rapidez en la aplicación del tratamiento. 

Pero, ¿Qué son las nanopartículas?

Las nanopartículas son una gama de materiales cuya dimensión es inferior a 100 nanómetros, cuyas propiedades varían según su forma, distribución, y formulación química. Debido a su elevada relación superficie-volumen les confiere una elevada reactividad e interacciones con los sistemas biológicos. Las nanopartículas generan un gran interés científico, puesto que son un puente entre los materiales macroscópicos y las estructuras atómicas o moleculares.

Las nanopartículas (NPs) pueden clasificarse según el material con la que se fabrican: de base de carbón, de base metálica, dendrímeros, y composites o resinas compuestas. 

• Nanopartículas de base de carbón: forma esférica o tubular, tienen un peso reducido, mayor dureza, gran elasticidad, y están destinadas al la conducción de electricidad. 
• Nanopartículas de base metálica: se obtienen a partir de precursores metálicos, y en métodos químicos se obtienen reduciendo los precursores de iones metálicos en solución mediante agentes reductores. Estas nanopartículas se pueden sintetizar mediante métodos químicos, electroquímicos o fotoquímicos. 
• Nanopartículas dendrímeros: son polímeros nanométricos, que permiten una variada aplicación como catálisis a nanoescala, sensores químicos, micelas unimoleculares, etc.
• Nanopartículas composites o resinas compuestas: se combinan con otros materiales más grandes, su incorporación mejora propiedades mecánicas y ópticas.

En este proyecto del NEUMOSENSOR, el diagnóstico de la neumonía se realiza a través de un enfoque basado en la nanoestrcutura superparamagnética. En este caso, las nanopartículas magnéticas son utilizadas como agente de contraste y detectable de los anticuerpos de la neumolisina (PLY) detectable en la orina. 

Las nanopartículas pueden utilizarse en herramientas de diagnóstico gracias a que las nanopartículas metálicas bajo estímulos fotónicos o electromagnéticos otorgan propiedades ópticas equivalentes a 10 fluoróforos (sustancia que emite fluorescencia al ser excitada por una fuente de luz). Estos sensores permiten evaluar directamente concentraciones de proteínas a nivel picomolar, en tan solo unos minutos. La detección de las bacterias es posible gracias a que al introducir el electrodo en soluciones con la bacteria, la resistencia eléctrica se incrementa debido a la formación de complejos aptámero-bacteria, permitiendo su medición por espectroscopia. Es decir, las nanopartículas pueden unirse a las moléculas biológicas, pudiendo actuar como indicadores de dirección de las nanopartículas, orgánulos, o determinadas moléculas proteicas. Por ello, en el NUEMOSENSOR, las etiquetas de biodetección serán nanopartículas surparamagnéticas optimizadas para la detección inductiva por radiofrecuencia. Esto plantea el reto de maximizar la susceptibilidad magnética inicial con una relación significativa entre volumen magnético y molécula. Por lo tanto, su detección se basará en el desplazamiento de frecuencia resonante de la bobia de detección producido por nanotags magnéticos con dos enfoques, (1) múltiples bobinas de captación actividad secuencialmente, y (2) osciladores acoplados que proporcionan conformación de haces.

Como resultado, la nanotecnología es una disciplina que ha mostrado grandes avances durante los últimos años. La nanotecnología ha resultado positivo y con un amplio potencial en métodos de diagnóstico más sensibles, sistemas de terapia y de administración controlada de fármacos.