Nanorobots de disseny per atacar la malària

En l'última dècada els casos de malària al món s'han reduït en un 50%, en bona part, gràcies a les mesures preventives per reduir l'exposició a la picada del mosquit, que transmet el paràsit que ocasiona la malaltia. Un gran avenç va ser la introducció de xarxes per dormir impregnades amb insecticides. Tot i així, cada any en moren 650.000 persones. La majoria són criatures menors de 5 anys que viuen en països del Tercer Món, sovint sense accés als medicaments que hi ha per tractar la malaltia. Però hi ha un altre front obert: l'augment de resistències a l'artemisinina, el medicament que actualment s'utilitza.

L'any 2003 es van detectar a l'Àsia les primeres resistències a l'artemisinina, a Tailàndia i Cambodja. I la situació va empitjorant. Aquest any s'han detectat noves resistències al Vietnam, la Xina, Birmània, Guyana i Surinam. El Centre d'Estudis Estratègics i Internacionals dels Estats Units adverteix que si les resistències s'estenen podria tractar-se d'una catàstrofe de salut, ja que no hi ha cap nou medicament contra la malària a l'horitzó.

Recerca en nanomalària

El paràsit que provoca la malaltia, el Plasmodium falciparum , va aprendre de seguida a reconèixer els antimalàrics i escapar-se'n. Va ser precisament a l'Àsia quan als anys 50 van començar les resistències al primer antimalàric, la cloroquina, fins al punt que va ser inservible a tot el món. Entre les noves alternatives hi ha la recerca amb nanorobots, que no tan sols permetrien recuperar principis actius oblidats, sinó que reduirien els efectes secundaris que també provoquen aquests fàrmacs. "Un dels problemes actuals és que trobar nous principis actius és molt difícil i, per tant, buscar maneres perquè els que coneixem siguin més efectius és molt rendible", afirma Josep Samitier, director de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), que, juntament amb el CRESIB - ISGlobal (centre que dirigeix Pedro Alonso), té en marxa una unitat mixta de nanomalària.

El paràsit de la malària el transmeten els mosquits. Amb la picada, entra al cos i infecta els glòbuls vermells. Des d'aquest grup català s'investiga en el disseny de diferents models de nanorobots que circulin pel corrent sanguini, detectin les cèl·lules infectades i aconsegueixin desallotjar i aniquilar el paràsit. Es busquen dissenys minúsculs però altament efectius. "Un glòbul vermell fa entre 2 i 5 micres, i el nanorobot de la malària fa uns 150 nanòmetres", explica Samitier. Es tractaria d'un gegant al costat d'un cigró. En una micra hi ha 1.000 nanòmetres.

Corre, detecta, ataca

S'han provat ja diversos dissenys amb ratolins. "Naveguem entre dues aigües, entre els enginyers i les aplicacions biomèdiques, és com si treballéssim amb un joc de Lego, anem agafant peces i canviant-les", explica Xavier Fernández Busquets, al capdavant del grup de nanomalària. Els nanorobots amb què treballen estan formats per tres components. Un és el vehicle en si mateix, que l'estan provant de fer amb liposomes, polímers sintètics o naturals. Circula per la sang fins a trobar-se de cara amb els glòbuls vermells infectats.

Un altre component acoblat a la superfície del vehicle li permet reconèixer només els glòbuls infectats. Ho fa identificant els anticossos que el paràsit exposa fora del glòbul vermell quan l'envaeix. Els necessita perquè és l'única manera d'incorporar els nutrients que li calen per sobreviure en el seu nou allotjament . Fent un símil, aquests components són com els ulls de la nanopartícula. Els investigadors també estan provant diferents opcions. L'heparina, un fàrmac que s'utilitza per evitar la formació de coàguls de sang, funciona com a delator. De fet, seria útil per tractar la malària si no fos perquè el seu poder anticoagulant provoca fortes hemorràgies als malalts. També s'estan provant altres compostos extrets de productes marins, com esponges, cogombres de mar i algues.

El tercer component fonamental és el medicament que, en definitiva, ha de curar, que s'allotja a l'interior de l'estructura i s'allibera dins del glòbul vermell afectat. De fet, no són cap novetat. Són els antimalàrics que ja existeixen, l'artemisinina, la cloroquina i un derivat seu, la primaquina, però que, encapsulats, mostren una eficàcia superior. "Els nanovectors permeten aplicar a nivell local quantitats tan elevades [d'antimalàrics] que no poden generar resistència", explica Fernández. Hi ha més avantatges. "Permet evitar els efectes secundaris d'un fàrmac: quan el prens afecta totes les cèl·lules del cos, mentre que els fàrmacs dirigits només ataquen el que cal atacar", explica Samitier.

Càncer i diabetis

Els nanorobots encara no han sortit del laboratori. Els més avançats comencen a donar fruits en ratolins, com és el cas de la malària. Els assajos en humans encara trigaran. El càncer és una de les malalties en què s'estan fent avenços més importants. I en què més interessa trobar fàrmacs amb menys efectes secundaris. Investigadors de la Universitat de Harvard van inventar l'any passat un robot fet amb fragments d'ADN, plegats com si es tractés d'un origami. Aquest contenidor es pot carregar amb diferents molècules i dirigir-lo a cèl·lules específiques perquè dispensin el compost que calgui. A la seva superfície, altres fragments d'ADN són capaços de reconèixer el seu objectiu: les cèl·lules canceroses. Els experiments d'aquests investigadors s'han centrat en les cèl·lules de dos tipus de càncer, la leucèmia i el de limfoma. El sistema dissenyat és capaç d'ordenar a les cèl·lules tumorals que s'autodestrueixin.

També s'han fet estudis amb nanorobots que són capaços d'alliberar insulina només quan detecten alts nivells de sucre a la sang. Investigadors de la Universitat de Carolina del Nord, als Estats Units, els han provat en ratolins diabètics. Amb una sola injecció van poder mantenir a ratlla els nivells de sucre durant 10 dies.

El sector 'nano' es converteix en un motor 'macro'

La nanomedicina és un àmbit de gran creixement en el sector de la biomedicina. Un recent informe dels mercats en set països (els Estats Units, el Japó, Alemanya, França, el Regne Unit, Itàlia i Espanya), elaborat per la BCC Research, indica que l'any 2010 el mercat de la nanomedicina va arribar als 63.800 milions de dòlars i que el 2011 la xifra va ser de 72.800 milions de dòlars. S'espera que l'any 2016 aquesta xifra sobrepassi els 130.000 milions de dòlars, amb un creixement anual del 12,5% entre el 2011 i el 2016. Per àmbits, destaquen les aplicacions en càncer: 25.200 milions el 2010 i 28.000 milions de dòlars el 2011, per assolir el 2016 els 46.700 milions amb un creixement del 10,8% anual. El podi de ciutats on més es publica l'integren, per ordre, Boston, Barcelona i Houston.