Centro deFsica Aplicada yTecnologa AvanzadaUNAM

P Nanotecnologaenelmundo farmacutico

P Nanotecnologaenagricultura

P NanotecnologaenEspaa

PAspectoslegalesdelananotecnologa

Vol

. 2, N

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009

Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnologa

DIRECTORIO

MUNDO NANO

Editores

Dr. Gian Carlo Delgado Ramos giandelgado@unam.mx Dr. Noboru Takeuchi Tan takeuchi@cnyn.unam.mx

Comit Editorial

Fsica (teora)Dr. Sergio Ulloa ulloa@ohio.edu (Departamento de Fsica y Astronoma, Universidad de Ohio. Estados Unidos)Dr. Luis Mochn Backal mochan@em.fis.unam.mx (Instituto de Ciencias Fsicas, UNAM. Mxico)Fsica (experimental)Dr. Isaac Hernndez Caldern Isaac.Hernandez@fis.cinvestav.mx (Departamento de Fsica, Cinvestav. Mxico)IngenieraDr. Sergio Alcocer Martnez de Castro SAlcocerM@iingen.unam.mx (Instituto de Ingeniera, UNAM. Mxico)MicroscopaDr. Miguel Jos Yacamn miguel.yacaman@utsa.edu (Departamento de Ingeniera Qumica, Universidad de Texas en Austn, Estados Unidos)CatlisisDra. Gabriela Daz Guerrero diaz@fisica.unam.mx (Instituto de Fsica, UNAM. Mxico)MaterialesDr. Roberto Escudero Derat escu@servidor.unam.mx (Instituto de Investigaciones en Materiales, UNAM. Mxico) Dr. Jos Saniger Blesa jose.saniger@ccadet.unam.mx (Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnolgico, UNAM. Mxico)Filosofa de la CienciaDr. Len Oliv Morett olive@servidor.unam.mx (Instituto de Investigaciones Filosficas, UNAM. Mxico)

Ciencia, tecnologa y gneroDra. Norma Blazquez Graf blazquez@servidor.unam.mx (Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades, UNAM. Mxico)Ciencia, tecnologa y sociedadDr. Louis Lemkow Louis.Lemkow@uab.es (Instituto de Ciencia y Tecnologa Ambiental, Universidad Autnoma de Barcelona. Espaa)Complejidad de las cienciasDr. Jos Antonio Amozurrutia amoz@labcomplex.net (Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades, UNAM. Mxico) Dr. Ricardo Mansilla Corona mansy@servidor.unam.mx (Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades, UNAM. Mxico)Medio ambiente, ciencia y tecnologaDra. Elena lvarez-Buyll eabuylla@gmail.com (Instituto de Ecologa, UNAM. Mxico)Aspectos ticos, sociales y ambientales de la nanociencia y la nanotecnologaDr. Roger Strand roger.strand@svt.uib.no (Centro para el Estudio de las Ciencias y la Humanidades, Universidad de Bergen. Noruega) Dr. Paulo Martins marpaulo@ipt.br (Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo, Brasil) Mtra. Kamilla Kjolberg kamilla.kjolberg@svt.uib.no (Centro para el Estudio de las Ciencias y la Humanidades, Universidad de Bergen. Noruega)

es una publicacin semestral de la Universidad Nacional Autnoma de Mxico, editada por el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnolgico; el Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades; el Centro de Nanociencia y Nanotecnologa y el Proyecto Universitario de Nanotecnologa Ambiental. Vol. 2, No. 2, Mxico, julio-diciembre, 2009.D.R. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnologa.Registro en trmite.Cuidado de la edicin: Concepcin Alida Casale NezNmero financiado parcialmente por el proyecto PAPIME de la DGAPA-UNAM No. PE100709 y por el proyecto No. 117258 del CONACyT-Gobierno del Estado de Baja California.www.mundonano.unam.mx

Dr. Jos Narro RoblesRectorDr. Sergio Alcocer Martnez de Castro Secretario General Dr. Carlos Armburo de la HozCoordinador de la Investigacin Cientfica Dra. Estela Morales CamposCoordinadora de Humanidades

Dr. Jaime Martuscelli Quintana Coordinador de Innovacin y DesarrolloDra. Norma Blazquez GrafDirectora del CEIICHDr. Sergio Fuentes MoyadoDirector CNyN Dr. Jos Saniger BlesaDirector CCADET

UNAM

Imagen de la portada: Caver-na multicapa, resultante de la destruccin por incineracin del recubrimiento, detectada en la superficie de un lente despus de su uso en un resonador lser.

Autora: Sviatlana Abetkovskaia, A.V. Luikov Heat and Mass Trans-fer Institute. (Vase pg. 130)

CONTENIDO

4 EDITORIAL

6 NOTICIAS 06 Cientficos desarrollan una nanolente que lo-

gra imgenes con sper-resolucin 07 Disea la UNAM nanocatalizadores ms efi-

cientes para reducir la contaminacin auto-motriz

08 Nanoalambres de silicio para entregar bio-molculas en clulas vivas

09 Nanosensores para medir biomarcadores de cncer en sangre entera

09 Abriendo una compuerta para la electrnica molecular

10 La sorprendente reactividad del nano-oro puede ser debida parcialmente al soporte del xido de titanio

11 Baterias de tejidos con nanotubos 12 Se propone la primera Ley de Seguridad en

Nanotecnologa

13 ARTCULOS 13 Nanomedicinas: la disrupcin de la nanotec-

nologa en el mundo farmacutico Eder Lilia Romero y Mara Jos Morilla 27 tica para nanomedicina: primera propuesta

para la elaboracin de un cdigo Tessy Ma. Lpez Goerne y Antonio Paoli Bolio 43 Simulacin por computadora de nanomate-

riales para la conversin de energa solar Yosuke Kanai 50 La nanotecnologa en la agricultura y rehabi-

litacin de suelos contaminados Rogelio Carrillo Gonzlez y Ma. del Carmen A.

Gonzlez-Chvez 64 Diseo gentico de aceros endurecidos por nanoprecipitados Pedro E. J. Rivera Daz del Castillo

74 La implantacin de la nanotecnologa en Es-paa: muchas luces y algunas sombras

Pedro A. Serena

91 Hacer nanociencia en Cuba: entre lo propio y lo impropio

Rogelio G. Daz Mndez 100 Educacin para el futuro: el ingeniero nano-

tecnlogo Laura Viana Castrilln

110 RESEAS 110 Nanotechnology legal aspects Patrick Boucher

120 LIBROS E INFORMES 120 Nanomedicine. Nanotechnology for health 122 Nanociencia y nanotecnologa: la construc-

cin de un mejor mundo tomo por tomo Noboru Takeuchi 123 Out of the laboratory and onto our plates.

Nanotechnology in food & agriculture 124 Nanotechnology in agrifood sector Market Report 125 Nanotechnologies and food 126 Opinion on the ethical aspects of nanomedi-

cine 127 Nano meets macro. Social perspectives on

nanoscale sciences and technologies

128 IMGENES 128 Clulas rojas infectadas de malaria humana

(Plasmodium malariae) 129 tomos dispersos en patrn de parches 130 Nanopesca en temporada invernal

131 INSTRUCTIVO PARA AUTORES

132 EVENTOS

Correspondencia:Mundo Nano. Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades. Torre II de Humanidades, 4 piso. Ciu-dad Universitaria. CP. 04510. Mxico, D.F. Mxico.

Fe de erratas:En el ejemplar correspondiente a la temporada enero-junio, 2009Dice: Vol. 1, No. 2.Debe decir: Vol. 2, No. 1.

4EDITORIAL

El carcter interdisciplinario de la nanociencia y la nanotecnologa ha llevado a desarrollar formas de trabajo colaborativas bajo la figura de grupos y redes de trabajo a diversas escalas, sean interinstitucionales o multinstitucionales.En Estados Unidos, Alemania, Francia, Reino Unido, Japn, y tambin en Amrica Latina se han impulsado programas de estmulo a partir de la conformacin de redes. Por ejemplo, en Brasil se cre, en diciembre de 2004, la Rede BrasilNano, misma que a su vez fue conformada por 10 redes de trabajo: 1) en fotnica; 2) en nanobiotecnologa y sistemas nanoestructurados; 3) en nanotecnologa molecular y de interfaces; 4) en nanotubos de carbono; 5) en nanocosmticos; 6) en microscopa de barrido electrncio; 7) en simulacin y modelizacin de nanoestructuras; 8) en recubrimientos nanoestructurados; 9) en nanoglicobiotecnologa y, 10) en nanobiomagnetismo.

En Mxico, a finales de 2009, se conform tambin una red de trabajo en el marco de las convocatorias del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (Conacyt). Si bien no es una red que cuente con financiamiento para la investigacin y compra de equipo per se (como s sucede en Brasil y en otros pases que ya tienen una Iniciativa Nacional en Nanotecnologa), s cuenta con fondos para la movilidad de investigadores y estudiantes, as como para la realizacin de encuentros y otros eventos acadmicos. La Red NyN del Conacyt (www.nanored.org.mx) est conformada por decenas de investigadores y est dirigida actualmente por un comit conformado por investigadores del Centro de Nanociencias y Nanotecnologa, UNAM Ensenada (Baja California), el Centro de Investigacin en Materiales Avanzados (Chihuahua), el Instituto de Astrofsica ptica y Electrnica (Puebla), el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (Estado de Mxico), el Instituto Potosino de Investigacin Cientfica y Tecnolgica (San Luis Potos) y el Laboratorio Nacional de Genmica para la Biodiversidad, Cinvestav Irapuato (Guanajuato). Las lneas de investigacin de la red se definiran en el sentido de cubrir el grueso del potencial que tiene la comunidad cientficotecnolgica del

pas; buscaran cubrir los nichos de innovacin con mayor oportunidad; y buscaran consolidar an ms a la comunidad nano, especialmente en el mediano plazo. Desde Mundo Nano, consideramos que en un contexto de escasos recursos y amplias reas de investigacin an por cubrir, incluyendo los aspectos ticos, legales, sociales y ambientales de la nanotecnologa, lo ms pertinente es la consolidacin de una comunidad nano, bien articulada, colaborativa y responsable. En ese sentido, la Red NyN puede fungir como catalizador para relanzar la investigacin en NyN a otro nivel, incluyendo aspectos relacionados con la importantsima labor de educar a las nuevas generaciones de cientficos, tecnlogos e ingenieros, as como tambin en cuanto a informar y dialogar con la sociedad.

La Red NyN puede pues ser un elemento ms que consolide una plataforma de avance positivo y responsable de la NyN sin que ello implique la exclusin y la necesidad de otras redes y grupos de trabajo que puedan vincularse o trabajar de modo independiente. De hecho, en el pas ya existen este tipo de redes interinstitucionales como la Red de Grupos de Investigacin en Nanociencias en Mxico de la UNAM (www.nano.unam.mx), la red Nanociencias UAM (www.nanocienciasuam.com.mx), el Proyecto Universitario de Nanotecnologa Ambiental (www.cic-ctic.unam.mx/cic/mas_cic/megaproyectos/impulsa_1.cfm), o la Divisin de Nanociencia y Nanotecnologa de la Sociedad Mexicana de Fsica (www.smf.mx).

Creemos que las divisiones, el aislacionismo y la confrontacin es algo indeseable y ciertamente costoso. Lo importante del trabajo en redes y grupos de trabajo es estimular la cooperacin y la colectividad de la mejor manera posible ms all de las diferencias personales o profesionales que de hecho existen en la comunidad cientfica y tecnolgica. Con esto no se pretende avalar el proyecto de la Red NyN, que todava deber demostrar su viabilidad, capacidad y potencial. En cambio, lo que se busca resaltar es que sta bien puede ser un avance de importancia, entre otros que puedan irse consolidando en el camino. Lo central es que

5www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Cartas | Mundo Nano |

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en el ejercicio de hacer ciencia y tecnologa, no se olvide que el objetivo, lejos de ser la innovacin por la innovacin, es la resolucin de problemas concretos que aquejan a la poblacin. Adems, debe resaltarse que el quehacer cientfico tecnolgico debe ser tica y socialmente responsable. Esto implica que en momentos de crisis como los que vivimos, lo que se requiere es un tejido de cientficos (de las ciencias exactas, naturales y sociales), tecnlogos e ingenieros cada vez ms unido. Sobre todo, cuando los datos nos indican que la ciencia y la tecnologa en el pas son zona de desastre, tal y como fue suscrito por mltiples expertos en el marco del encuentro La Ciencia en

Mxico, Zona de Desastre convocado por la Academia Mexicana de Ciencias, celebrado el 17 de junio de 2009. Y es que la estimacin del nmero de patentes generadas por Mxico lo evidencia, pues el pas aporta slo el 0.2% de las mismas a nivel mundial. Adems, con base en datos de 2006, el 98.6% de las patentes otorgadas fueron a nombre de noresidentes, cifra mayor a la de Brasil, donde el porcentaje es de 90.5%. Por su parte, las cifras de recaudacin por concepto de regalas y derechos de licencias en Mxico, mismas que en 2005 registraron 70 centavos de dlar por persona, en Chile fueron de 3.30 dlares y en EUA de 191.50 dlares.

Gian Carlo DelgadoNoboru Takeuchi

Editores

NOTICIAS

17 de enero de 2010Cientficos desarrollan una nanolente que logra imgenes con sper-resolucin

El descubrimiento usa un arreglo de nanoalambres para observar nanoobjetos, ms all del lmite de difraccin.

Un equipo de investigacin de la Universidad de Northeastern ha desarrollado un nuevo nanolente que puede superar el lmite de difraccin para lograr la sperresolucin, mejor de lo que puede lograrse con la tecnologa actual. El nanolente est hecho de arreglos de nanoalambres de los llamados metamateriales, o sea, materia

les que no se pueden encontrar en la naturaleza. La investigacin fue llevada a cabo por el equipo dirigido por Srinivas Sridhar, Ph.D., profesor distinguido y director del Instituto de Investigaciones en Materiales Electrnicos, Universidad de Northeastern. Las lentes convencionales construyen una imagen de un objeto usando las ondas ordinarias, dejando a un lado la informacin de los detalles finos y pequeos de un objeto, contenidos en las ondas

evanescentes. Es por esto que los sistemas pticos convencionales no pueden obtener imgenes precisas de objetos muy pequeos en la nanoescala. Usando un procedimiento diferente, el grupo de investigacin organiz y empac los nanoalambres para disear un nuevo tipo de lente. Alineando y ordenando millones de nanoalambres, cada uno de 20 nanmetros de dimetro, pudieron controlar la forma en que la luz pasa atravs del lente, logrndo obtener una imagen clara y de alta resolucin del nano-objeto, gracias a que usa tanto las ondas ordinarias como las evanescentes para construir la imagen.Los investigadores esperan que la tecnologa pueda usarse para mejorar las tcnicas de litografa.

Referencia: Super-resolution imaging using a three-dimen -sional metamaterials nanolens. Appl. Phys. Lett. 96, 023114 (2010); doi:10.1063/1.3291677.

Fuente: Imagen tomada de Applied Physics Letters.

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7www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Noticias | Mundo Nano |04 de enero de 2010Disea la unam nanocatalizadores ms eficientes para reducir la contaminacin automotrizLa primera generacin de nanocatalizadores hechos en Mxico para mejorar los convertidores catalticos de los automviles, ya se disea en la unam.

La tecnologa, cuya meta es reducir las emisiones contaminantes de los automotores a la atmsfera, se desarrolla en el Centro de Nanociencias y Nanotecnologa (cnyn) de esta casa de estudios, campus Ensenada, en Baja California.

Buscamos que sean catalizadores ms eficientes, resistentes y baratos que los que existen actualmente en el mercado. Por ello, desde su diseo y planeacin estn pensados bajo el concepto nano, que mejora algunas propiedades de estas tecnologas coment en entrevista Sergio Fuentes Moyado, director del cnyn y titular del proyecto.

En el equipo tambin participan Andrey Simakov y Felipe Castilln, quienes junto con Fuentes Moyado trabajan desde 2004 en el desarrollo de nanocatalizadores que contribuyan a reducir esas emisiones.Los investigadores tienen lista una formulacin que se tramitar prximamente como patente por parte de la Coordinacin de Innovacin y Desarrollo de la unam.

El plan es tener listos en 2010 los prototipos que se probarn en condiciones reales en un laboratorio especializado de Estados Unidos, el nico en su

tipo que tiene relacin directa con la industria automotriz explic Fuentes Moyado, ingeniero y doctor en ciencias fsicas.La tecnologa del cnyn forma parte de la quinta generacin de convertidores catalticos, y es la primera pensada desde su origen como nanotecnologa.

Buscamos que las fases del catalizador colaboren a nivel nanomtrico para mejorar las caractersticas del proceso. sa es la caracterstica principal seal el investigador.

SuStituyen al rodioLos componentes tradicionales de los convertidores catalticos son metales nobles como el platino, el paladio y el rodio.

En los ltimos aos, se ha buscado hacer catalizadores que contengan dos metales, en lugar de tres, para eliminar el ms caro, que es el rodio. Pero deben distribuirse espacialmente y no usarse en aleacin, pues las propiedades disminuyen si los metales se combinan aclar el experto.

En los catalizadores convencionales el rodio disminuye los xidos de nitrgeno, contaminantes nocivos con los que se forma el smog fotoqumico, que produce ozono en una cadena de reacciones qumicas cuyas emisiones daan la atmsfera.

En su nanotecnologa, los especialistas de la unam han desarrollado formulaciones para sustituir ese elemento.

Utilizamos unos soportes con ciertas caractersticas que, combinados en diferente relacin y a nivel nanomtrico, pueden compensar la eliminacin de los xidos de nitrgeno. Usamos componentes como xidos de ceria, circonita y lantana, as como algunos aditivos de tierras raras para ayudar a que ocurran reacciones de descomposicin del xido de nitrgeno; eso permite abaratar costos de produccin del catalizador, manteniendo una misma eficiencia y sustituyendo el rodio explic.

En su laboratorio de Ensenada, los cientficos de la unam tienen micro reactores para determinar cul es la conversin de los gases contaminantes y qu tan eficiente es el catalizador.

Debemos complementar esta investigacin con otro tipo de informacin, donde se simulen las mismas condiciones que salen de un escape de motor y eso an no lo tenemos. Ahora lo hacemos en colaboracin con otros grupos, hemos logrado evaluarlos y funcionan bien.

Para que los nanocatalizadores estn listos, falta una ltima prueba antes de decidir si se pueden usar comercialmente.

8Mundo Nano | Noticias | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxSe hace en Estados Uni

dos, porque no hay otro lugar donde se pueda efectuar. Son laboratorios asociados con las empresas de automviles. Ellos tienen estrategias para probar en condiciones severas, de alta temperatura y cantidades im

portantes de azufre. Si nuestro prototipo pasa ese anlisis se decide la aplicacin seal Fuentes Moyado.El director del cnyn asegur que los nanocatalizadores de la unam, desarrollados a partir de 2004, sern competi

tivos a nivel mundial, eficientes y de bajo costo por la sustitucin del rodio.

Consltese:www.dgcs.unam.mx/boletn/2010_007.html.

13 de enero de 2010nanoalambres de silicio para entregar biomolculas en clulas vivas

Fuente: Imagen tomada por el Prof. Hon-gkun Park, Harvard.

Muchos experimentos en biologa se basan en la manipulacin de clulas: por ejemplo, se les adiciona un gene, una protena o una molcula para estudiar los efectos en la clula. Sin embargo, introducir una molcula en una clula no es trabajo fcil y muchas veces se logra usando trucos biolgicos, tales como infectar la clula con

un virus o pegar una protena a otra que pueda entrar con facilidad a travs de la membrana de la clula. Muchos de estos mtodos son especficos de ciertos tipos de clulas y solamente funcionan para algunas molculas. Una nueva investigacin ofrece una alternativa sorprendentemente sencilla y directa: usar nanoalambres como agujas para introducir las molculas en las clulas. Los investigadores han descubierto que las clulas pueden ser crecidas sobre una serie de nanoalambres verticales de silicio, sin que haya un dao aparente de las clulas. Las clulas se hunden en los nanoalambres y en el lapso de una hora son atravesadas por los clavos pe

queos. Aunque las clulas estn descansando en esta cama de agujas pueden continuar creciendo y dividirse normalmente. Este arreglo permite tener una interfase directa con el interior de las clulas atravs de los nanoalambres. De acuerdo con los autores, en teora, se puede colocar casi cualquier molcula en casi cualquier clase de clula.

Referencia: Vertical silicon na-nowires as a universal platform for delivering biomolecules into living cells. PNAS, publicado en lnea antes de su impresin en enero 11, 2010, doi: 10.1073/pnas.0909350107.

9www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Noticias | Mundo Nano |14 de diciembre de 2009nanosensores para medir biomarcadores de cncer en sangre entera

6 de enero de 2010abriendo una compuerta para la electrnica molecular

Un equipo de investigacin ha utilizado por primera vez nanosensores para medir los biomarcadores de cncer en la sangre. Sus resultados podran simplificar la forma como los mdicos revisan los biomarcadores de cncer y otras enfermedades. Se utilizan sensores hechos de nanoalambres para detectar y medir las concentraciones de dos biomarcadores especficos: uno para el cncer de prstata y el otro para el cncer de mama. La sangre es una solucin complicada la cual contiene protenas, iones

y otras sustancias que pueden afectar la deteccin. Para logra su objetivo, los investigadores desarrollaron un novedoso dispositivo que acta como filtro, capturando los biomarcadores, en este caso los antgenos especficos de la prstata y cncer de mama, en un chip, mientras se lava el resto de la sangre. La acumulacin de los antgenos en el chip permite detectar hasta concentraciones muy pequeas, del orden de picogramos por mililitro, con 10 por ciento de exactitud.

Fuente: Imagen tomada por el Prof. Mark Reed de la Universidad de Yale.

Referencia: Label-free biomar-ker detection from whole blood, en Nature Nanotechnology (14/X11/2009). Publicado en lnea el 13 de diciembre de 2009.

Un grupo de investigadores ha mostrado que la corriente que pasa por un transistor hecho de una sola molcula puede ser regulada ajustando las energas de sus orbitales moleculares. Esta observacin lleva la electrnica molecular ms cerca de comportarse como los convencionales dispositivos basados en silicio. Ellos usaron una serie de tcnicas espectroscpicas para probar que los dispositivos eran verdaderos transistores de una sola molcula. Tambin mostraron que la aplicacin de un voltaje externo modulaba la corriente al cambiar los niveles de energa del orbital molecu Fuente: Revista Nature.

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Mundo Nano | Noticias | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxlar de esas molculas y, adems, que diferentes molculas se comportaban de manera diferente, dependiendo de los niveles de energa de sus orbitales. Para construir el transistor, los cientficos necesitaron atrapar a las molculas en pequeas separaciones entre los electrodos fuente y de drenaje. Usaron electromigracin, don

de grandes corrientes pasan a travs de nanoalambres de oro, haciendo pequeas pausas cuando los tomos de oro se movan alrededor. Si los nanoalambres son recubiertos con las molculas que se quieren probar, entonces, algunas veces, cuando las separaciones se forman, las molculas quedan atrapadas entre los dos extre

mos. Todo este arreglo descansa sobre una base de xido de aluminio, el cual acta como el electrodo de compuerta.

Referencia: Observation of molecular orbital gating, en Nature 462, 1039-1043 (24/XII/2009), doi:10.1038/nature08639.

5 de enero de 2010La sorprendente reactividad del nano-oro puede ser debida parcialmente al soporte del xido de titanio

Fuente: Imagen del Prof. Shao-Chun Li, de la Universidad de Tulane.

Las nanopartculas de oro, una clase ms o menos nueva de catalizadores sorprendentemente activos, pueden deber aspectos clave de su habilidad cataltica al xido de titanio (TiO2) en el que normalmente descansan. En el inesperado descubrimiento de hace varios aos, se encontr que un metal inerte como el oro, puede funcionar como un catalizador activo si se prepara en forma de nanopartculas. Lo anterior desencaden una oleada de investigaciones sobre las propiedades catalticas de metales preciosos. Sin embargo, los investigadores informan ahora

que el xido de titanio (sin necesidad del oro) facilita los pasos clave en las reacciones de interconversin entre la anilina y el azobenceno y que el papel del oro, al menos en esas reacciones, puede ser simplemente para activar el oxgeno o el hidrgeno.

Referencia: Reactivity of TiO2 Rutile and Anatase Surfaces toward Nitroaromatics, en J. Am. Chem. Soc., Article ASAP DOI: 10.1021/ja907865t. Fecha de la publicacin en lnea: 9 de diciembre de 2009.

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Noticias | Mundo Nano |25 de enero de 2010Bateras de tejidos con nanotubos

Utilizan nanotubos de carbono para fabricar bateras a partir de tejidos. Se han convertido tejidos normales de algodn y polister en bateras que conservan su flexibilidad. Esta demostracin constituye un impulso para el emergente campo de las prendas electrnicas en el que los dispositivos estn integrados en la ropa y los textiles. El enfoque, que se basa en sumergir los tejidos en una tinta de diminutos tubos de carbono, se demostr por primera vez el ao pasado en papel de fotocopiadora. La nueva aplicacin a los tejidos se describe en la revista Nano Letters. Segn los investigadores: Las prendas electrnicas representan una nueva clase de materiales en desarrollo (...) que permiten muchas aplicaciones y diseos antes imposible con las tecnologas de la electrnica tradicional.Una serie de iniciativas de investigacin en los ltimos aos ha demostrado la posibilidad de desarrollar dispositivos electrnicos que se pueden incorporar en superficies flexibles e incluso transparentes.

Sin embargo, la integracin de la electrnica en los tejidos ha presentado desafos distintos, especialmente en cuanto al desarrollo de en

foques que funcionen con tejidos normales.

Ahora, Yi Cui y su equipo de la Universidad de Stanford, en los EUA, han demostrado que su tinta hecha de nanotubos de carbono cilindros de carbono con un dimetro de apenas unas mil millonsimas partes de un metro puede servir como tinte para convertir fcil y econmicamente una camiseta normal en una camiseta electrnica.

La idea es la misma que describen en su trabajo con papel normal, las fibras entrelazadas de los tejidos, al igual que las del papel, son especialmente apropiadas para absorber la tinta de nanotubos, manteniendo una conexin elctrica en toda la superficie de una prenda.

La tela simplemente se sumerge en tinta de nanotubos y, a continuacin, se presiona para disminuir su grosor e incluso eliminar el revestimiento.

El tejido mantiene sus propiedades aunque se estire o se doble. Incluso aclarar las muestras en agua y retorcerlas para escurrir el agua no cambia sus propiedades electrnicas. Nuestro enfoque es sencillo y barato, al mismo tiempo que produce un gran rendimiento seal la profesora Cui para BBC News.

Los tejidos y el papel son dos tecnologas con mil aos de historia. Nosotros hemos combinado una alta tecnologa la nanotecnologa con la tecnologa tradicional para producir nuevas aplicaciones.

El siguiente paso ser combinar el enfoque con materiales que almacenen ms energa, para crear bateras ms tiles.

Fuente: http://www.euroresidentes.com/Blogs/nanotecnologa/avances.htm.BBC Technology.

Fuente: BBC Technology. Pgina: http://www.euroresidentes.com/Blogs/nano-tecnologia/avances.htm.

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Mundo Nano | Noticias | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mx21 de enero de 2010Se propone la primera Ley de Seguridad en nanotecnologa

El 21 de enero, el senador Mark Pryor propuso, junto con el senador Benjamin Cardin, la Ley de Seguridad en Nanotecnologa 2010 (S.2942 El propsito es regular la nanotecnologa para, entre otras cosas, permitir que la Federal Drug Administration (fda) tenga las herramientas y los recursos para asegurarle al pblico que las medicinas y otros produc

tos y dispositivos mdicos, as como los aditivos para alimentos basados en nanotecnologa, sean seguros y efectivos. El objetivo: que ello se determine sobre la base de conocimiento cientfico e informacin especfica para cada tecnologa y producto.

La propuesta de Ley es modificar el Captulo X de la Ley Federal de Alimentos, Drogas y Cosmticos con la adicin de la seccin 1011, en la que se establece un programa dentro de la fda para que investigue: a) nanomateriales incluidos o con intenciones de ser incluidos en productos regulados por la fda; b) la potencial toxicidad de esos nanomateriales; c) los efectos de nanomateriales en sistemas biolgicos y, d) la interaccin de nanomateriales con sistemas biolgicos. Asimismo, se sugiere incluir la revisin de la literatura e in

formacin sobre la interaccin general de los nanomateriales con sistemas biolgicos y sobre nanomateriales que en particular le preocupan a la fda; el desarrollo y sistematizacin de la informacin, la promocin de esfuerzos de colaboracin para medir y detectar nanomateriales, pero tambin para entender las propiedades de nanomateriales que podran ser txicos; estimular la participacin de la fda en acciones para la sistematizacin nacional e internacional; entre otras cuestiones.

El presupuesto que establece la Ley para tal programa y acciones es de 25 millones de dlares al ao, a partir del 2011 y hasta el 2015.

Vase: http://thomas.loc.gov/cgibin/query/R?r111: FLD001: S50125.

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ARTCULOS

Nanomedicinas: la disrupcin de la nanotecnologa en el mundo farmacutico

EdEr LiLia romEro* y mara Jos moriLLa**

nanotecnologa y nano-objetoS

La nanotecnologa es definida por la National Nanotechnology Initiative (nni) [1] como El desarrollo de investigacin y tecnologa a nivel atmico, molecular o macromolecular en la escala de tamao de aproximadamente 1- 100 nanmetros (nm) (donde 1 nm es 10-9 metros) para la creacin y uso de estructuras, aparatos y sistemas con nuevas propiedades y funciones debidas a su tamao, as como la capacidad de controlar o manipular material a escala atmica, en tanto que la Royal Society & Royal Academy of Engineering. Nanosciencie and Nanotechnologies, en su documento Opportunities and Uncertainties, indica ms brevemente que la nanotecnologa es la capacidad de manipular efectos fsicos, tpicamente fenmenos cunticos, que ocurren en nano-objetos.1 Los nanobjetos, por otro lado, han sido recientemente definidos como toda estructura que presente una, dos o tres dimensiones en la escala de tamaos entre 1 y 100 nm.2nano-objetoS + Medicina = nanoMedicina

Como se ilustra en la figura 1 no existe lmite en la naturaleza del material de partida empleado en la preparacin de nano-objetos. Sin embargo, es importante sealar que una vez en contacto con tejidos biolgicos, las nuevas propiedades de los nano-objetos no necesariamente se acotarn a la manifestacin de fenmenos cunticos. De hecho, en presencia de clulas, la relevancia de sus nuevas propiedades no se manifestar como fenmenos cunticos, sino mediante su reconocimiento y captura por mecanismos de fagocitosis y pinocitosis celulares. Asimismo, los nano-objetos exhibirn capacidad para cruzar barreras anatmicas y fenomenolgicas, como el tracto gastrointestinal, las mucosas en general, la piel y la barrera hematoenceflica. En otras palabras, una vez en contacto con seres vivos, tejidos ex vivo o cultivos celulares, los nano-objetos pueden funcionar como herramientas capaces de ejecutar acciones programadas en forma controlada. Por ello, en su definicin ms breve, la nanomedicina sera la aplicacin de nano-objetos a la medicina. Las siguientes plataformas tecnolgicas conforman la nanomedicina: en primer lugar (por tamao de mercado,

* Directora del PNM-UNQ: Programa de Nanomedicina- www.ldtd.unq.edu.ar - Universidad Nacional de Quilmes, Roque Saenz Pea 180, Bernal 1876, Buenos Aires, Argentina.

** PNM-UNQ.1 Royal Society, London 2004.2 WG1 Terminologa y Nomenclatura, 15 agosto 2008. Primer Norma ISO/TC229: ISO/TS 27687 Nanotech

nologies Terminology and definitions for nano-objects- nanoparticle, nanofibre and nanoplate.

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nmero de publicaciones y patentes a nivel mundial), la de diseo y aplicacin de nanosistemas de entrega de drogas (nanosed)), siendo la nanotecnologa farmacutica el conjunto de tecnologas que permite fabricar nano-objetos capaces de ejecutar alguna de las acciones propias del rea de la tecnologa farmacutica. Las restantes plataformas son aquellas relativas al diseo de nanosistemas de imgenes, de nuevos materiales, aparatos y sistemas, y de aspectos vinculados con la clnica, la nanotoxicologa (es decir, el estudio de los efectos txicos causados por nano-objetos (figura 2)) y regulacin de prcticas de manufactura y aplicacin.

La definicin fsica de la nanotecnologa limita el tamao de los nano-objetos a la cota superior de los 100 nm. Sin embargo, en un contexto biolgico, las nuevas propiedades arriba mencionadas pueden mantenerse hasta por lo menos los 200-300 nm. La definicin de nano-objeto, por otro lado, excluye las molculas convencionales, cuya estructura no est manipulada en la nanoescala para conseguir nuevas propiedades dependientes de su dimensin.

nano-objetoS y farMacia?

Definidos de esta forma, los nano-objetos pareceran ser sofisticados productos de la fsicoqumica, alejados de toda pertinencia farmacutica. Pero la conexin entre nano-objetos, farmacia y el concepto de medicamento, emerge al vislumbrar que las nuevas propiedades de los nano-objetos (capacidad de ingreso a clulas por mecanismos fago/pinocticos y de cruce de barreras) (figura 3), podran aprovecharse para transportar y entregar drogas que hubieran sido incorporadas a su estructura. De he

Lpidos del Dominio Eucaria y Bacteria

O

O

O

O

O O

O-

O

P X 1

1,2 diacil glicero fosfato C12-24 insaturaciones

x1= colina, etanolamina, glicerol, etc.Colesterol

HH

CH3

H

CH3

CH3

OH

H

CH3

CH3HH

CH3

H

CH3

CH3

O HOH

OH COOH

cido clico

Lpidos del Dominio ArchaeaO

O

OX2

Arqueol, 2,3 difitanil glicerol, C15-25, x2= fosfato, fosfoamino, azucares

O

O

X2O

O

O

OX3

Caldarqueol, 2,3 dibifitanil glicerol, C 40 , x3= azucares

O

O

X2O

O

OX4O

Calditoarqueol, x4= polioles, azucares, sulfato

a bCH2CH2

CH3

N

CH2CHO CH2CH2OOH OCH2CH2 OCHCH2

CH3

a bOH OCH2CH2 OCHCH2

H3C

b aH

CH2CH2Ob a

HCH2CHON

CH3Poloxamina n

O

CH2OH

O

NH2

OHO

OCH2OH

NH2

OH

Quitosan

Polmeros (naturales y sintticos)

OHO

OO

OH

CH3

CH3CH3 CH3

Poloxamero

n

OHO

OO

OH

CH3

CH3CH3 CH3

Polipropilen glicol u oxido de polipropileno

OHO

OH

n

Polietilenglicol (PEG) u xido de polietileno (PEO)

Nanotubo de CFullereno C60

OHO

OH

O

CH 3 O

CH 3

a b

cido poli (lctico-co-gliclico)a = N unidades Ac. lctico

b = N unidades Ac. gliclico

MnII MIII (OH)2 (n-1) (Am-) 1/m X H2O

Hidrxidos doble capa

MII = Mg, Zn, Ca, Co, Fe, Ni, Cu, etcMIII = Al, Fe, Ga, etcAm- = Cl-, CO3

-, NO3-, etc

Fe3O4

Inorgnicos

Liposomas yliposomas ultradeformables

Arqueosomas

Micro y nanopartculas

Au SiO2Nanopartculas

Tipo de nano-objeto

FIGURA 1. Materiales empleados en la preparacin de nano-objetos

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Biocompatibilidad: capacidad de un material de generar una respuesta

apropiada en el hospedador durante una aplicacin especfica.

Destino metablico

Paciente

Ensayos in vitro

Toxicidad rgano-especfica (acumulacin)

Inmunogenicidad

Tests preclnicos

Teratogenicidad ndice teraputico Toxicidad dosis nicas/mltiples

Nano-objetos: su toxicidad no se puede inferir a partir de datos de referencia sobre material NO nano-PARTICULADO

Aun bajas [nano-objetos ] pueden ser txicas (grannmero de nano-objetos/volumen solucin)

Biopersistencia: depende de tamao, material y forma

del nano-objeto

Biodistribucin: corto (1h) y largo (1 mes) plazo

IgG, IgM, induccin citoquinas

toxicogenmica

Actividad farmacolgica del

nano-objeto

Citotoxicidad ( lneas celulares, 72 h)

Hematocompatibilidad

-lisis glbulos rojos - activacin complemento-induccin de citoquinas

Biodegradabilidad(citotoxicidad

productosdegradacin) del

nano-objeto

Destino intracelular del nano-objeto

- va de captura - rutas procesamiento

/exocitosis

La toxicidad aumenta a medida que aumenta la relacin

rea/masa del nano-objeto

Ensayos in vivo

FIGURA 2. Diagrama de flujo para el anlisis toxicolgico de nano-objetos empleados como nano-sed

FAGOCITOSIS

Liposomas multilamelares > 200 nm

Nano-objetos < 200 nm agregados

OPSONIZACIN PREVIA

MACROPINOCITOSIS

Nano-objetos< 100 nm

ENDOCITOSIS mediada por clatrina

< 120 nm, dendrmeros, LUV, nanopartculas

ENDOCITOSIS mediada por caveolina

~ 60 nm, dendrmeros, nanopartculas

ENDOCITOSIS clatrina y caveolina independientes

~ 90 nm, dendrmeros, nanopartculas

Opsoninaa

Endosomas primarios

Endosomas secundarios

Lisosomas pH 5-4

pH 6,5-6,2hidrolasas

Endosoma de reciclaje

TRA

NS

GO

LGI

NE

TWO

RK

ANTEROGRADO

RETROGRADO

CIS

ENDOSOMA SORTING

i

ii

iii

iv

v

vi

b

PIN

OC

ITO

SIS

Figura 3. a) Modalidades de captura celular de nano-objetos. b) rutas intracelulares seguidas luego de la captura pinoctica de nano-objetos/nano-sed.

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Mundo Nano | Artculos | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxFIGURA 4. Rutas de administracin de nano-objetos/nano-sed y barreras anatmicas a) Ruta endovenosa (i.v): Los nano-objetos/nano-sed se inyectan directamente en circulacin sangunea sistmica (nano-objetos rgidos o slidos deben tener dimetro menor de 3 x 104 nm para evitar bloqueo del lecho capilar pulmonar).b) Ruta subcutnea (s.c), intramuscular (i.m) e intraperitoneal (i.p): los nano-objetos/nano-sed se inyectan en el espacio intersticial/extracelular. El sistema linftico elimina los excesos de fluidos y de material particulado del espacio intersticial. nicamente pequeas molculas (< 16 kilo daltons, KDa) ingresan al compartimiento vascular a travs de los poros de la pared de los capilares sanguneos, en tanto que molculas ms pesadas nicamente son transportadas por el sistema linftico. Los nano-objetos pequeos (< 100 nm) ingresan a los capilares linfticos y nicamente la pequea proporcin que no es capturada por los macrfagos de los ndulos linfticos, drena a la circulacin sistmica. Los nano-objetos de mayor tamao permanecen en el espacio extracelular y aquellos hechos de matrices biodegradables actan como reser-vorios de liberacin sostenida de la droga transportada; cuando su tamao desciende por debajo de los 7-8 x 103 nm por biodegradacin, pueden ser capturados por fagocitosis.c) Ruta oral : Los nano-objetos/nano-sed administrados por esta ruta estn diseados para proteger a la droga transporta-da de la accin de la acidez, lipasas, proteasas y sales biliares. Una vez en el intestino delgado, los nano-objetos idealmente deberan adherirse a la capa de mucus (mucoadhesin). Los nano-objetos/nano-sed mucoadhesivos pueden actuar como reservorios para la liberacin de drogas, que a su vez ingresaran a los enterocitos. Usualmente los nano-objetos no son capturados por enterocitos, pero s por las clulas M de las placas de Peyer; en este ultimo caso, los nano-objetos son transcitados y entregados a la circulacin linftica. d) Ruta tpica: excluyendo los liposomas ultradeformables y nano-objetos de dimetro menor a 5 nm, ningn otro nano-objeto, independientemente de su tamao o forma, puede atravesar la seca superficie del estrato corneo (stratum corneum, sc). Esta barrera decrece considerablemente al perderse las capas celulares del sc. e) La inflamacin local est relacionada con incremento de permeabilidad de la vasculatura. En este caso, los nano-objetos en circulacin sangunea pueden extravasar para llegar a las clulas de la zona inflamada. f) Nano-objetos en circulacin sangunea: el endotelio continuo contiene poros que permiten la extravasacin de pequeas molculas (2-3 nm dimetro); el endotelio fenestrado de los riones permite la eliminacin urinaria de pequeos (< 5 nm) partculas deformables, dependiendo de su balance hidroflico/hidrofobito y carga elctrica. La mayor parte de los nano-objetos poseen dimetros mayores a 5 nm y permanecen confinadas en circulacin sangunea, no pudiendo extravasar a tejidos perifricos. Mientras circulan en sangre, los nano-objetos son recubiertos por protenas plasmticas como la lipoproteina hdl, que se adsorbe a la superficie de liposomas causando la desestabilizacin de su bicapa y eventual prdida de drogas hidrosolubles transportadas en su interior. La absorcin de protenas conocidas como opsoninas en la superficie de un nano-objeto promueve el reconocimiento y posterior eliminacin de circulacin sangunea por parte de las clulas accesibles del sistema retculo endotelial. El grado de opsonizacin vara de acuerdo con la naturaleza de la superficie del nano-objeto, y con su tamao. Los nano-objetos opsonizados son eliminados en rganos con vasculatura de endotelio fenestrado, fundamentalmente por parte de las clulas de Kupffer en la luz de los sinusoides hepticos, seguido por los macrfagos de bazo y en menor extensin, dependiendo de su tamao, por macrfagos pulmonares y de mdula sea. Los nano-objetos diseados para evitar la opsonizacin son eliminados mas lentamente de circulacin. En esta situacin, los nano-objetos tienen mayores chances de extravasar a tejidos perifricos en sitios donde existe incremento de permeabi-lidad vascular con destruccin local de membrana basal del endotelio continuo causada por inflamacin. (Modificado de Drug delivery sistems against leishmaniasis? Still an open question. Eder L. Romero and Mara Jos Morilla. Expert Opinion on Drug Delivery. 5 (7): 805-823, 2008).

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Artculos | Mundo Nano |cho, varios tipos de nanomedicinas ya existen como productos aprobados por autoridades regulatorias y han ingresado al mercado farmacutico mundial (figura 4).

En realidad, la estrategia de incorporar drogas a estructuras que funcionan como vehculos, con objeto de incrementar la selectividad de su entrega a sitios blanco, no es nueva. La idea data de 1977, cuando el grupo de Ward [2] incorpor antimoniales pentavalentes en liposomas (vesculas formadas por bicapas lipdicas que encierran un espacio acuoso interno, conformadas por lpidos anfipticos, usualmente esteres de glicerol con cidos grasos y cido fosfrico, de simetra generalmente cilndrica cuya cabeza polar se orienta hacia el medio acuoso y las colas lipdicas hacia el interior hidrofbico de la bicapa (figura 5a, a1, a2, b) notar diferencia con micelas, que son asociaciones de molculas tambin anfipticas pero de simetra cnica, que se hallan en equilibrio termodinmico con su entorno y que en medios acuosos orientan sus cabezas polares hacia el exterior acuoso y sus colas hacia el core hidrofbico que no contiene agua (figura 5c,d)) para tratar leishmaniasis visceral. Se hall que una vez incorporados en liposomas, farmacocintica y biodistribucin de los antimoniales cambiaba rotundamente respecto de la droga libre. Esta observacin incentiv

b

a

[ CH2CH2O ]n

a1

a2

DROGASHIDROFILICAS

DROGASHIDROFOBICAS

c

d

FIGURA 5. Nano-objetos tridimensionales ms comunes usados como nano-sed a) Nano-objeto tipo liposoma unilamelar, detalle de bicapa lipdica formada por fosfolipidos (molculas anfipaticas). a1) Detalle de bicapa lipdica con proteccin estrica (5 % mol: mol polietilenglicol 2000, proporciona una cobertura de 50 ; dibujo no a escala): direccionalizacin o targeting pasivo. a2) Detalle de bicapa lipdica con proteccin estrica unida a la fraccin Fab de anticuerpo monoclonal: targeting activo. b) Estructura de Ambisome . Liposoma del tipo suv (small unilamellar vesicle), que contiene hspc (fosfatidilcolina de soja hidrogenada), fosfatidilglicerol, colesterol. Octmero de Anfotericina B trans-membrana. c) Micela convencional (formada por lisofosfolpidos, o surfactantes inicos o no inicos).d) Micela polimrica (formada por asociacin de copolmeros en bloque, como poloxmeros).

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Mundo Nano | Artculos | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxa muchos otros grupos de investigacin, principalmente europeos, a abordar la preparacin de liposomas de distinta estructura y tamao, generalmente conteniendo drogas de bajo peso molecular poco hidrosolubles o muy txicas, con el objeto de modificar su farmacocintica y farmacodinamia y as conseguir mejorar los efectos teraputicos de dichas drogas. Es sabido que para ejercer su accin en forma ptima, las drogas deben llegar en tiempo y forma al sitio blanco; la ausencia de selectividad y las concentraciones por debajo de las teraputicas disminuyen su efectividad. Tericamente, la entrega correcta de drogas debera superar los impedimentos interpuestos por barreras epiteliales, flujo turbulento, enzimas, pH, membranas celulares o de organoides. De acuerdo con la qumica medicinal, la factibilidad del cruce de estas barreras, dependera estrictamente de la estructura qumica de la droga. Pero ahora, la ambiciosa intencin de la incorporacin de drogas en liposomas era posibilitar el transporte de las mismas a travs de barreras y conseguir su entrega selectiva, sin introducir modificaciones en su estructura. Los espectaculares cambios en performance teraputica de los antimoniales liposomales respecto de los antimoniales libres permitieron el surgimiento de un nuevo paradigma: el que una vez incorporada a liposomas, farmacocintica y biodistribucin de una droga deja de depender de su propia estructura, para depender del tamao, carga neta, composicin lipdica y estructura superficial del liposoma.

Es importante reconocer que los estudios preclnicos y clnicos de diferentes tipos de liposomas a los que se incorporaron drogas con fines teraputicos al cabo de ms de 20 aos ha generado una slida base de conocimientos que en la actualidad nos permite predecir, con cierta seguridad, la relacin entre estructura y tamao liposomal con la va de administracin, farmacocintica, biodistribucin y hasta el trnsito intracelular de la droga entregada.

loS lipoSoMaS taMbin Son nano-objetoS y por ende, loS nano-sed MS antiguoS

Diez aos atrs, los liposomas eran clasificados como suspensiones coloidales, haciendo referencia a partculas en suspensin con tamaos entre 1 y 1000 nm, al igual que las suspensiones de micelas y de protenas, aerosoles y geles. Sin embargo, durante el mismo periodo, el nmero creciente de investigaciones emergentes de la gigantesca arena nanotecnolgica llev a muchos investigadores a deslindar relacin entre liposomas y los hipervariados, multiestructurales sistemas nanoparticulados (nanopartculas polimricas, metlicas, lipdicas o de xidos metlicos, nanotubos y nanofibras, dendrmeros, nanocristales) que, en definitiva, no son otra cosa que nano-objetos. Desde principios del ao 2000 hasta la fecha han surgido ms de 5 mil artculos de investigacin a tasa exponencial que emplean sistemas nanoparticulados para controlar la entrega de drogas. En muchos de ellos, lamentablemente, se ignoraron valiosos conceptos elementales obtenidos a lo largo de dos dcadas de estudios sobre liposomas. Vale la pena mencionar que su administracin endovenosa permiti revelar fenmenos universales, a repetirse toda vez que cualquier estructura particulada entra en contacto con protenas y clulas de la sangre. Por ejemplo, las bases biofsicas de la opsonizacin, y la relacin entre radio de la estructura, potencial Z, mdulo de elasticidad, tensin superficial/ proteccin estrica y patrn y monto de adsorcin de protenas plasmticas, con la farmacocintica y biodistribucin del lipo

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Artculos | Mundo Nano |soma, pueden extenderse a cualquier tipo de nanopartcula. La posibilidad de direccionamiento (targeting) pasivo, que permite la acumulacin de liposomas protegidos estricamente en las vecindades de sitios con aumento de permeabilidad vascular y disminucin de drenaje linftico, tambin es factible para cualquier sistema nanoparticulado. Las incgnitas /dificultades estratgicas del targeting activo y del control del trfico intracelular, por otro lado, permanecen vigentes no slo para los liposomas, sino tambin y era de esperarse para cualquier sistema nanoparticulado.

Vemos entonces que por su tamao, generalmente menor de 150 nm, porque su estructura puede ser manipulada en la nanoescala y por permitir controlar farmacocintica y biodistribucin de drogas, los liposomas deberan ser considerados como los ms estudiados del tsunami de nano-objetos aplicado a la entrega de drogas. Y, efectivamente, los liposomas han sido recientemente clasificados como nano-objetos de tipo nanoparticulado (con tres dimensiones en la nanoescala), junto con dendrmeros y quantum dots. Los nanotubos y nanofibras seran nano-objetos de tipo bastn, con dos dimensiones en la nanoescala. Lo nico que separa a los liposomas de los nano-objetos recientemente descritos es su fructfero pasado y presente, algo conocido por parte de la tecnologa farmacutica convencional, pero desconocido para la mayora de los cientficos sumados a la ruta transversal de la nanotecnologa y que abordan el empleo de nanopartculas como sistemas de entrega de drogas.

nano-sed adMiniStradoS por va endovenoSa:

La mayora de los nano-objetos actualmente en el mercado se administran por va endovenosa, las protenas del plasma se asocian a la superficie de los nano-sed, lo que causa su destruccin, agregacin y/o eliminacin de la circulacin. Esto reduce el tiempo de permanencia de los nanosed en circulacin y en consecuencia sus efectos teraputicos (figura 6a). Cuando los nano-sed son liposomas, nanopartculas polimricas o nanotubos de carbono, la asociacin con las protenas plasmticas puede evitarse recubrindolos con una sustancia llamada polietilen glicol. Esta proteccin se conoce como estabilizacin estrica (ee), y permite que un nano-sed de hasta 200 nm de tamao permanezca en circulacin por largo tiempo, independientemente de su concentracin, estructura y de la carga elctrica de su superficie. La prolongacin del tiempo de circulacin aumenta las oportunidades de que los nano-sed abandonen la circulacin en sitios donde la permeabilidad de los vasos sanguneos est alterada y es mayor que la normal. En estas condiciones dan con sitios que unen alta permeabilidad vascular a un escaso drenaje linftico y a una elevada presin intersticial, como sucede en los tumores slidos o en zonas inflamadas. La acumulacin segn este mecanismo se conoce como direccionamiento (targeting) pasivo (figura 6 b).ejeMploS de nano-sed con capaceS de atraveSar barreraS anatMicaS: dendrMeroS y lipoSoMaS ultradeforMableS

Los dendrmeros (D) son nano-objetos polimricos de entre 2 y 10 nm de tamao, con ramificaciones en nmero y posicin estrictamente controladas. Ni los ms pequeos ni los mayores son aptos para incorporar drogas en su interior y actuar como nano-sed. En cambio, los de tamao intermedio tienen una estructura semirrgida, que los hace capaces de retener drogas (figura 7a) y les confiere extremo inters farmacuti

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co. Los D pueden atravesar las paredes que tapizan los vasos sanguneos cuando stas estn intactas. Tambin acceden libremente al citoplasma. Para esto, los que tienen carga positiva se adsorben sobre la membrana celular formando hoyos transitorios a travs de los cuales penetran al citoplasma mientras que los otros son captados por pinocitosis y luego de ingresar a las clulas llegan al citoplasma porque provocan la ruptura de la membrana que los envuelve.

Por otro lado, el estrato crneo formado por restos de clulas que cubre la superficie de la piel es la principal barrera para el acceso a las capas ms profundas de la epidermis. sta es la causa del fracaso de muchos tratamientos basados en el depsito del medicamento. En algunos casos sucede lo opuesto y las sustancias atraviesan la piel e ingresan en la circulacin sistmica. Cuando esto sucede, la aplicacin tpica de sustancias puede producir efectos colaterales dainos. Los liposomas ultradeformables liposomas ud (figura 7 c), impulsados por gradientes de humedad, son capaces de atravesar canales en la membrana cuyo dimetro es varias veces menor al que tendran estos nanosed si no pudiesen cambiar fcilmente de forma. Este tipo de nanosed permite superar la barrera que interpone un estrato crneo intacto.la principal plataforMa nanoMdica eS la de loS nano-sed

El principal campo de conocimiento de la nanomedicina es el de diseo de nano-sed, abarcando el 76 % de artculos publicados en el mundo acadmico, seguido por el 11 % para diagnstico in vitro, 6 % para biomateriales y 4 % para sistemas de imgenes. Cerca de un 60 % de las patentes mundiales en nanomedicina tambin corres

Nano-objeto: LIPOSOMAS EE

Menores de 70 nm, son capturados por hepatocitos; entre 80 y 250 nm, tanto su eliminacin como su captura es tamao dependiente; a partir de 250 nm son capturados principalmente en el bazo

VASCULATURANORMAL

DEGRADACIN CAPTURA heptica/esplnica/MO

INFLAMACIN

EXTRAVASACINACUMULACIN

iv. Bloqueo capilar

v. Captura macrofgica en

sitios indeseados

i. Estabilidad estructural y coloidal en circulacin

Dilucin

iii. Agregacin y/o prdida contenido acuoso

ii. Unin protenas plasmticas

Nano-objeto : LIPOSOMAS LISOS

Al aumentar de tamao, aumenta su captura heptica (clulas de Kupffer)

a

nano-objeto coloidal Droga

Protena plasmtica

b

Nanotubo de C

FIGURA 6. Estabilidad estructural de nano-objetos usados como nano-sed, en circulacin sangunea

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N

NHO

N

NH

O

N

NHO

NN

a

c

b3

b2

b1

b

FIGURA 7. a) Dendrmeros: nano-objetos polimricos de distribucin de tamao monodispersa con elevada rela-cin rea/volumen y dimetro entre 2-8 nm. Los dendrmeros de poliamidoamina (pamam) de generacio-nes (G) 2.5 a G 3.5 pueden incrementar el pasaje para celular a travs de la mucosa gastrointestinal, al secuestrar el Ca+2 de modo de inducir la apertura de las uniones estrechas. El mecanismo de comple-jacin sera equivalente al ocurrido con nano-partculas del polmero quitosn. Los dendrimeros pamam son hidrosolubles y actan como micelas unimoleculares para formar complejos con drogas hidrofbicas incorporadas a sus bolsillos hidrofbicos internos. Su elevada estabilidad estructural permite su adminis-tracin por la va oral. A diferencia de otros tipos de partculas polimricas, los dendrmeros no presentan problemas de escalado, presencia de productos de contaminacin y heterogeneidad de tamao. b)Nanopartculas lipdicas slidas y nanopartculas lipdicas nano estructuradas (lsn y nln): nano-objetos de core hidrofbico de cristalinidad variable, estabilizado por una superficie anfiptica. Las drogas son retenidas en el interior del core cristalino. c1) frente a un estmulo como luz, deshidratacin, calor, el core transiciona espontneamente a una mayor cristalinidad, liberando la droga; el surfactante se pierde. c2) y c3) las nanopartculas forman un gel oclusivo, que impide la prdida de humedad una vez aplicado sobre la piel. lsn y nln pueden administrarse por va tpica y oral.c) Liposomas ultradeformables (lud): nano-objetos vesiculares capaces de experimentar locomocin es-pontnea y penetracin a travs de capas profundas por el interior de nano canales acuosos del estrato crneo (sc). lud no se fusionan ni coalescen sobre la superficie del sc y penetran sin ser destruidos. udl pueden transportar eficientemente drogas hidroflicas de bajo o alto peso molecular a travs de lesiones superficiales engrosadas, que representan una barrera adicional a la absorcin por va tpica.

ponden al campo del drug delivery (http://scientific. thomson.com/products/sci). La industria farmacutica muestra especial inters en las nanosuspensiones, que permiten incrementar la solubilidad de pequeas molculas teraputicas (alrededor del 40 % de las molculas en el pipeline pertenecen a esta clase), permitiendo su administracin por va oral para producir elevada biodisponibilidad. Existen ya cinco productos en el mercado, producidos por Elan Drug Delivery (una compaa con sede en Dubln, Irlanda), en alianza con Merck & Co, ParPharmaceutical Companies, Wyeth Pharmaceuticals, Abbot, y SkyePharma. [3,4].

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Mundo Nano | Artculos | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxloS paSeS deSarrolladoS Se eStn organizando para abordar loS deSafoS MetodolgicoS y conceptualeS relativoS al diSeo de nano-sed

Tratamientos ms veloces, ms eficaces y menos txicos, son las ventajas derivadas de la aplicacin de la nanomedicina a los nichos teraputicos que causan mayor carga social y sufrimiento del paciente. Esto se traduce en ganancias econmicas proyectadas a nivel global, en el orden de los billones de euros para la prxima dcada, nicamente en referencia a nanosed. La European Comission ha emitido una serie de documentos, resumidos en el denominado Bases para una agenda estratgica de investigacin (sra) en nanomedicina, lanzada a fines de 2006. En esta propuesta, han participado tanto empresarios como investigadores de todos los pases de la Comunidad Econmica Europea. Los documentos fueron dos; el primero fue un vision pa-per Bases para una agenda estratgica de investigacin en nanomedicina, emitido en septiembre de 2005 y abarcando hasta el ao 2020. Poco ms tarde, en noviembre de 2006, se ampli la participacin a unas 150 organizaciones miembro de toda Europa y se emiti la Agenda estratgica de investigacin en nanomedicina de la Plataforma Tecnolgica Europea (5). Existe, adems, un tercer documento, el Forward Look report emitido por la European Science Foundation (esf, www.esf. Org)3 en conjunto con el European Medical Research Council (emrc). En Estados Unidos, bajo la coordinacin de varias agencias gubernamentales entre ellas la Nacional Science Foundation (nsf) bajo el Nanoscale Science, Engineering and Technology (nset) (un subcomit del National Science and Technology Council (nstc)), se cre, en 2001, la National Nanotechnology Initiative (nni). La nni organiza desde las agencias que la conforman, una estrategia de financiamiento en cinco modalidades: 1) inversin en investigacin fundamental en ciencia e ingenieras; 2) financiacin de investigaciones puntuales, bajo la denominacin de grandes retos en: materiales nanoestructurados, manufactura en la nanoescala, instrumentos en la nanoescala y metrologa, deteccin y proteccin de material qumico-biolgico-radiolgico-explosivo; nanoelectrnicos, nanofotnicos, nanomagnticos, aplicaciones mdicas, robticas y mejoramiento medioambiental; 3) apoyo para el desarrollo de centros de investigacin (ubicados en laboratorios nacionales); 4) fondos para emplazamiento de infraestructura estratgica de I+D en nanotecnologa y, 5) investigaciones de aspectos sociales y programas de educacin [6].

Estados Unidos plantea un ambicioso esquema de investigacin, fuertemente sostenido por empresas, basado en una fase inicial de investigacin bsica, y no definen profundizacin alguna sobre nano-sed. Claramente, Estados Unidos y Europa enfocan el desarrollo en nanomedicina en forma completamente diferente. Europa no se centra en la creacin de nuevos centros de investigacin de excelencia, sino que identifica una serie de problemas clave de la salud basndose en parmetros como tasa de mortalidad, nivel de sufrimiento que la enfermedad impone al paciente, prevalencia e impacto que la nanomedicina puede tener en el diagnstico temprano para evitar la enfermedad. De acuerdo con la sra, la investigacin nanomdica debe iniciarse y estimularse en aquellas reas de la salud donde el beneficio para el

3 U.S. National Institute of Health (Roadmap for Medical Research in Nanomedicine) 2006.

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Artculos | Mundo Nano |paciente es mximo, y enfocarse en enfermedades de mximo impacto socio econmico. Siguiendo los lineamientos del reporte de who sobre Priority medicines for Europe and the World de noviembre de 2004, las enfermedades identificadas como prioritarias y que producen la mayor carga social son las cardiovasculares (principal causa de muerte en Europa, siendo infarto de miocardio y stroke la mitad de las muertes en Europa); cncer (segunda causa de muerte en el mundo occidental). Debido al envejecimiento progresivo de la poblacin, y a mejoras en las terapias cardiovasculares, se visualiza al cncer como la principal causa de muerte en las dcadas futuras. Se incluyen las enfermedades msculo esquelticas e inflamatorias como la artritis reumatoide, porque tienen un efecto devastador en la calidad de vida y requieren constante medicacin. Enfermedades como las neurodegenerativas (Alzheimer o Parkinson) tambin estn relacionadas con la edad, y reducen la calidad de vida adems de conllevar una enorme carga social. La diabetes es otro ejemplo de enfermedad que requiere constante medicacin y monitoreo y cuya incidencia se espera que aumente. En ltimo lugar se identifican las infecciones globales tanto virales como bacterianas que no tienen tratamiento adecuado. Tambin son considerados de relevancia la emergencia de resistencia en infecciosas y de enfermedades como hiv/aids y sars.Con base en potencialidades conocidas y expectativas de grado de avance, y en trminos de aceptacin por autoridades de salud y entrada en pruebas clnicas, la sra ha seleccionado tecnologas clave cuyo desarrollo debera estimularse. As, se comenz por identificar nanobjetos de tipo estratgico: micelas, liposomas, dendrmeros, cristales lquidos, nanopartculas (nanoesferas-nanocpsulas amorfas o cristalinas), hidrogeles, polmeros para impresin molecular, conjugados polimricos, implantes formados in situ, para rutas de administracin peroral fundamentalmente, y en posterior trmino parenteral, transdermal, trans tejido/local implante. Los nano-objetos de mxima relevancia seran aquellos que permitieran controlar no slo la farmacocintica sino tambin la entrega selectiva de cantidades masivas de droga, especialmente de drogas muy activas. Se establecieron como prioritarios los nano-sed basados en nanoobjetos preparados en base a materiales biodegradables, biocompatibles, no txicos y nano-objetos de estructura y arquitectura controlada, tales como polmeros biomimticos, dendrmeros teraputicos y nanotubos. Se establecieron como prioritarias las tecnologas de autoensamblaje y aquellas responsables de generar nano-objetos con nuevas funciones: direccionamiento activo, entrega por comando, nanoaparatos para entrega inteligente/sistemas gatillados por estmulos biolgicos, sistemas de entrega autorregulados y nuevos nano-objetos polimricos para la entrega de pptidos/protenas teraputicas, as como sistemas que permitan el control de trfico intracelular. Se enfatiz la necesidad de contar con esquemas universales de formulacin, que pudieran emplearse para envo iv, im, o peroral. La escala temporal propuesta por Europa va desde 2005 hasta 2020, dejando para los ltimos cinco aos la aplicacin de nano-objetos nanoparticulados a ingeniera de tejidos, los sistemas de direccionamiento de genes y a clulas, la teranstica (diagnstico + terapia) empleando nano-objetos, y los nano-objetos + microchips multirreservorios, en ese orden.

A diferencia de su ambicioso equivalente incluido en la Nacional Nanotechnology Initiative (nni) de los Estados Unidos, la Agenda Estratgica propuesta por la EC sera un buen modelo a seguir por nuestros pases latinoamericanos, porque se basa en una mirada local hacia problemas propios, que ofrece soluciones potenciales en un plazo de tiempo no mayor a diez aos.

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Mundo Nano | Artculos | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxpor qu la irrupcin de laS eMpreSaS biotecnolgicaS en farMacia neceSita de la nanotecnologa?

La qumica medicinal y la qumica combinatoria buscan nuevos targets para fabricar drogas a medida. Este enfoque, sin embargo, nicamente es vlido para molculas de bajo peso molecular, y para el screening de macromolculas de origen natural como protenas, cidos nuclicos con actividad biolgica propia. Considerando que entre 2002 y 2003 la Food and Drug Administration (fda) aprob tantos productos biotecnolgicos (como anticuerpos monoclonales, hormonas, enzimas y cidos nuclicos) y sistemas de entrega, como nuevas molculas de bajo peso molecular, el reporte 2006 PhRMA Biotechnology medicines in development identifica 418 nuevas medicinas biotecnolgicas para ms de 100 enfermedades, incluyendo cncer, infecciosas, autoimmunes, aids/hiv y condiciones relacionadas, actualmente en pruebas clnicas o bajo revisin de la fda. Sin embargo, el potencial teraputico de estas macromolculas, as como su aplicacin clnica, est impedido por las numerosas barreras anatmicas y fenomenolgicas interpuestas a su entrega.

Por ejemplo, tanto durante manufactura, almacenamiento y transito in vivo, es de extrema importancia mantener las estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias de las protenas. Las mismas estn mediadas por interacciones dbiles y son fcilmente destruidas por variaciones de pH, fuerza inica, temperatura, alta presin, solventes no acuosos, iones metlicos, detergentes, adsorcin superficial, agitacin y fuerzas de friccin. La mayora de estos factores est presente en procesos de manufactura, incluyendo esterilizacin y liofilizacin. La desestabilizacin de las protenas reduce su actividad biolgica, incrementa su inmunogenicidad y puede conducir a su agregacin. Su estructura vulnerable a enzimas proteolticas es responsable de su corta vida media en el sitio de administracin. Su gran tamao impide que se difundan a travs de barreras epiteliales, a menos que existan transportadores especficos. La va de administracin mas comn para protenas es la iv, que usualmente no es bien tolerada por los pacientes. Aunque el clearance de las protenas inyectadas iv puede ir desde los pocos minutos hasta los varios das, la mayora de las protenas tambin tienen cortas vidas medias en circulacin. Adems, puede ocurrir distribucin indeseada y por ende requerirse dosis mayores y ms frecuentes para conseguir eficacia teraputica, que en su conjunto puede causar efectos txicos. Las vas sc e im tambin se usan para administrar biofarmacuticos. Luego de la administracin sc, la biodisponibilidad puede ser tanto 100 % como mucho menor, dependiendo del peso molecular, sitio de inyeccin, actividad muscular y condiciones patolgicas. Protenas por debajo de 16.000 Da son directamente absorbidas va capilares sanguneos locales, en tanto aquellas ms pesadas pueden difundir a travs de la pared endotelial sangunea para entrar a los capilares sanguneos en los sitios de inyeccin, o pueden ingresar al sistema linftico para volcarse a la sangre desde el conducto torcico. El transporte linftico es un proceso lento y la permanencia prolongada de protenas en el sitio de inyeccin las expone a degradacin enzimtica. Por estas razones, la efectividad de protenas o pptidos teraputicos depender de un rgimen de administracin frecuente, que es incmodo para el paciente, a la vez que costoso. Por ello, la posibilidad de emplear vas no parenterales, como la tpica o mucosa, para la entrega de protenas teraputicas, es de extremo inters para la industria farmacutica. Por ejemplo, la penetracin de nanoobjetos a travs del estrato crneo, permitira entre

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Artculos | Mundo Nano |gar macromolculas a capas profundas de la epidermis o superficiales de la dermis, sin llegadar a sangre, o sin afectar a aquellos estratos celulares que mantienen la viabilidad de la piel. La posibilidad de emplear nano-objetos muco adhesivos y con capacidad de proteccin estructural frente al entorno hostil del tracto gastrointestinal, permitira la entrega de protenas por va oral, que seran capturadas por las clulas M de las Placas de Peyer o por enterocitos. De esta forma, aun en pequeas cantidades llegaran intactas al sistema linftico o a la sangre, respectivamente; estas estrategias son particularmente prometedoras para macromolculas de muy alta actividad especfica. Abordajes similares serviran para el cruce de las barreras mucosas respiratorias y urogenitales.

Finalmente, a menos que se cuente con un sistema adecuado de entrega, el movimiento de macromolculas por simple difusin por el interior celular es prcticamente imposible. Las macromolculas deben transitar en el interior de vesculas endo o fagocticas, que las direccionaran sobre los organoides blanco. La captura celular de nano-objetos que contengan protenas incorporadas a su estructura permite que las protenas ingresen a diferentes rutas de trfico vesicular. Ejemplo de ello, en las terapias de remplazo enzimtico, donde el organoide blanco que necesita incorporar enzimas faltantes a su interior son los lisosomas o las mitocondrias, o el ncleo en caso de terapia gnica con plsmidos.

la nanoMedicina debe Ser traSlacional

Respondiendo a las necesidades globales de colaboracin y cooperacin, la Sociedad Internacional de Nanomedicina (International Society for Nanomedicine, isnm) se presentar en el seno de la 2da Conferencia clinam (www.clinam.org) el da 26 de abril de 2009. La isnm ya cuenta con estatutos, lineamientos iniciales y estrategia de acciones a corto plazo, vertidos por sus dos principales socios fundadores, la European Society for Nanomedicine y la American Society for Nanomedicine (asnm) y ser la principal referente de las capacidades acadmicas, empresariales y de organizaciones polticas a escala mundial para conseguir la llegada a la clnica de las estrategias teraputicas y de diagnstico nanomdicas. Representantes de todos los continentes harn una presentacin de cinco minutos exhibiendo sus programas nacionales en nanomedicina. De cara a esta realidad, debemos ser conscientes que llegado el ao 2009 nuestros pases latinoamericanos ni siquiera cuentan con plataformas nanomdicas que mostrar, dado que la masa crtica de investigadores y emprendedores abocados a desarrollar este tipo de estrategias todava est por reunirse. El futuro ya fue ampliamente discutido en el primer mundo; hemos tenido la oportunidad de escuchar los argumentos en juego y deberamos comenzar a hacer lo propio desde nuestro lugar en el sur.

referenciaS

[1] (www.fda.gov/nanotechnology/ faqs.html)[2] Black C D, Watson G J and R J Ward. 1977. The use of Pentostam liposomes in the che

motherapy of experimental leishmaniasis. Trans R Soc Trop Med Hyg, 71, 550-552.[3] Volver Wagner, Anwyn Dullaart, Anne- Katrin Bock y Axel Zweck. 2006. The emerging

nanomedicine landscape. Nature Biotechnology, vol. 24, 10 1211-1217

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Mundo Nano | Artculos | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mx[4] Nanomedicine: developing nanotechnology for applications in medicine. Gang Bao. (T

Jarm, P Kramar , A upani (eds.) : Medicon 2007, IFMBE Proceedings |6, pp. 1135- 1136, 2007. www.springerlink.com (c) Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.

[5] http://cordis.europa.eu/nanotechnology/nanomedicine.htm).[6] Delgado Ramos, Gian Carlo. 2008. Entre la competencia y la dependencia tecnolgica:

la nanotecnologia en el continente americano. Nomadas: Revista Crtica de Ciencias Sociales y Jurdicas. 17(1). Publicacin Electrnica de la Universidad Complutense. issn 1578-6730 www-giandelgado.blogspot.com.

docuMentoS:

World Health Statisticas 2008. Part 1. Ten highlights in health statistics.WHO World Health Report 2003.(www.clinam.org)

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tica para nanomedicina: primera propuesta para la elaboracin de un cdigo

TEssy ma. LpEz GoErnE* y anTonio paoLi BoLio**

Resumen. ste es el primer documento base para iniciar un dilogo en torno a la formulacin de un cdigo de tica relativo a las prcticas de la nanomedicina. Presentamos aqu una introduccin y trece captulos, con el fin de poner estos avances a la consideracin de diversos especialistas que quieran dar sus puntos de vista, a fin de ampliar, precisar y fundamentar sistemticamente estas recomendaciones normativas.

introduccin

La nanotecnologa se ha convertido en una de las ciencias clave del siglo xxi. La inmensa inversin de los gobiernos ms poderosos del mundo, y de otros muchos gobiernos, as como de empresas privadas, universidades y centros de investigacin, parece mostrar la gran importancia que se le otorga. Su aplicacin a los problemas de salud es un campo emergente llamado nanomedicina.

La nanomedicina empieza a posicionarse como una de las grandes ramas de la nanotecnologa, relacionada con muchas disciplinas: qumica, fsica, biologa molecular, computacin, medicina, gentica, electrnica, todas las ingenieras y otras muchas ms.

A nivel global, ahora se define el mundo nano como la investigacin y el desarrollo en escalas de miniaturizacin, que van desde 1 hasta 100 nanmetros (nm), y un nm equivale a una millonsima parte de un milmetro. Hay cientficos cuya opinin es que debiera aumentarse el intervalo del tamao de partcula del mundo nano, a fin de incluir diversas partculas y eventos importantes que acontecen a varios cientos de nm y que quedan excluidos de esta nueva ciencia.

En esta escala nano se crean estructuras, dispositivos y sistemas con propiedades funcionales novedosas; los cientficos pueden manipular tomos y molculas, as como enlaces, polaridad, energa y densidad electrnica entre otras caractersticas. Con esta manipulacin se crean materiales nunca vistos, con cualidades fisicoqumicas peculiares y sumamente ventajosas: por ejemplo, ms fuertes, ms ligeros, ms adecuados para su manejo y que cumplen mucho mejor las funciones para las que fueron desarrollados.

En los ltimos 6 aos se han creado institutos de investigacin alrededor del mundo, colegios de expertos, grupos de anlisis, asociaciones de industriales, posgrados universitarios, cuadros polticos que se plantean estrategias econmicas, polticas y sociales para impulsar y aprovechar este nuevo boom de la ciencia. En la gran mayora de los pases ya se han establecido ncleos de investigacin nanotecnolgica y en muchos de ellos de investigacin en nanomedicina.

* Laboratorio de Nanomedicina Cataltica, uam-Xochimilco.** Departamento de Educacin y Comunicacin de la uam-X.

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Mundo Nano | Artculos | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxLa eficiencia en el suministro de medicamentos nanoestructurados podr reducir

y hasta eliminar efectos secundarios negativos. Se buscar que la a nanomedicina estimule los mecanismos endgenos de autocuracin. stas son algunas de las prometedoras perspectivas de la nanomedicina, que podra en el futuro desarrollar acciones reparadoras a nivel celular y molecular.

Una mejor comprensin del funcionamiento del cuerpo humano a nivel nanomtrico ha dado como resultado soluciones muy importantes hasta el momento. Hoy, ya es viable la creacin de nuevos instrumentos mdicos de diagnstico e imagen que hacen posible detectar focos enfermos que antes era imposible ver. De esta manera, el diagnstico se facilita y la terapia podr ser ms acertada.

Sin embargo, pese a stos y otros grandes avances, hay nuevos retos para la salud difciles de superar: el aumento del promedio de vida, la disminucin de la tasa de natalidad, la vida cada vez ms sedentaria en los pases desarrollados, el incremento de contaminantes en el medio ambiente, el acrecentamiento del precio de los nuevos medicamentos y servicios mdicos privados, la disminucin de los seguros de servicios mdicos, aunado al crecimiento de los ndices de pobreza en el mundo y otros factores nocivos ms presentan desafos difciles de superar. De tal manera, tanto los grandes avances de la biotecnologa y de la nanomedicina como las transformaciones de la composicin social, nos ubican frente a una nueva realidad en relacin con el tratamiento de las enfermedades y la higiene del ser humano y su entorno.

La nanomedicina es alta tecnologa emergente con un importante potencial econmico e industrial que podra contribuir al bienestar personal y social si se mantienen buenos estndares de seguridad y puede llegar a toda las clases sociales.

Es probable que para el ao 2015, alrededor de la mitad de los productos de lnea en la industria farmacutica sean nanoestructurados.

Nuevas polticas y reglamentos tendrn que generarse, tendrn que cambiar los papeles que hoy juegan mdicos, enfermeras, dentistas, tcnicos, pacientes, administradores de la salud. Tambin tendr que orientarse de nuevas maneras la educacin para la salud a nivel de la escuela, la familia y los medios de comunicacin.

Se presentar muy pronto la necesidad de ofrecer nuevas capacitaciones para cientficos, mdicos y todo tipo de terapeutas; los pacientes y el pblico en general se vern en la necesidad de aprender nuevas tcnicas, mtodos inditos, y comprometerse para ello con sistemas de educacin a distancia y con las implicaciones ticas que el uso de nanomateriales supone, lo cual buscamos mostrar a lo largo de este cdigo.

Aunque la nanotecnologa est en sus principios, sus avances ofrecen grandes esperanzas. En el mercado ya existen diversos productos nano que han mostrado un gran potencial para solucionar muchos problemas en estos campos. Las nuevas condiciones que ofrece la nanomedicina apuntan a formas inditas de relacin entre los mdicos y pacientes; tambin orientan hacia formas inditas de concebir la tica y las prcticas de la medicina. En este cdigo, nos aproximaremos a algunas de estas prcticas.

Ante tal situacin, es de suma importancia desarrollar un cdigo de tica que tienda a normar el desempeo y la generacin de polticas para el uso, investigacin, fomento de la creatividad cientfica, comunicacin entre los investigadores del campo, en relacin con el conocimiento del cuerpo humano, la prevencin de enfermedades, as como su diagnstico, terapia, cuidado, monitoreo y fortalecimiento del ser humano. Es importante definir pautas que favorezcan la proteccin, cooperacin, inversin, docencia, educacin y participacin social edificante.

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Artculos | Mundo Nano |Los captulos del documento que ahora proponemos para crear tal cdigo son:

Captulo 1. Sobre principios generales.Captulo 2. Sobre la comunidad cientfica y la nanomedicina.Captulo 3. Sobre las relaciones mdico paciente y el uso de la nanomedicina.Captulo 4. Sobre el diagnstico nanotecnolgico.Captulo 5. Sobre la nanomedicina preventiva.Captulo 6. Sobre la terapia nanomdica.Captulo 7. Sobre la experimentacin en seres humanos y las comsiones de bio

tica.Captulo 8. Sobre el evitar en lo posible la toxicidad.Captulo 9. Nanomedicina protectora del medio ambiente.Captulo 10. Sobre la promocin de nuevas polticas pblicas referidas a la nano

medicina.Captulo 11. Sobre educacin para el desarrollo de la nanomedicina.Captulo 12. Sobre los negocios relacionados con la nanomedicina.Captulo 13. Sobre la revisin permanente de este cdigo de tica de la nanome

dicina.

Los principios y las normas aqu presentados no slo reglamentan, sino buscan estimular y propiciar el desarrollo de juicios ticos fundamentados nobles y edificantes.

captulo 1. Sobre principioS generaleS

Artculo 1.1: Los principios y normas que en este cdigo se presentan constituyen lineamientos normativos y principios para inspirar y guiar la conducta de las personas que investigan, elaboran o aplican nanotecnologas para conocer mejor las patologas y fortalezas del cuerpo humano, prevenirlo de posibles problemas de salud, diagnosticar, realizar terapias, cuidar, monitorear sus procesos y fortalecerlo mediante el uso de nuevos sistemas que aplican las propiedades fsicas, qumicas y biolgicas que operan a nivel de la nanoescala. La nanoescala se refiere a materiales que miden entre uno y 100 nanmetros (nm); y esta unidad de medida equivale a una millonsima parte de un milmetro.

Artculo 1.2: La nanomedicina es la ciencia que trabaja en pro de la buena salud a nivel de la nano escala. Puede incluirse en ella la proyeccin, diseo, sntesis, invencin de aparatos y nanocompuestos capaces de combatir enfermedades diversas, dispositivos para la dosificacin o liberacin controlada de frmacos, la caracterizacin molecular de diversos metabolismos celulares que contribuyan a enriquecer los sistemas de salud y nutricin humana, la aplicacin de materiales y sistemas nanoestructurados para la comprensin, prevencin, diagnstico, terapia, cuidado, monitoreo, fortalecimiento y vitalizacin del ser humano.

Artculo 1.3: Se requiere de un lenguaje comn que sea usado por los grupos multidisciplinarios, interdisciplinarios y transdisciplinarios para facilitar la integracin de la nanomedicina como ciencia. Como punto de partida para lograr este lenguaje cuyos significados se compartan por la comunidad cientfica, y tiendan a extenderse a la poblacin en general, se adopta el vocabulario que aparece en las pginas 1 a 7, del

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Mundo Nano | Artculos | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | www.mundonano.unam.mxdocumento PAS 131:2007, presentado por Brtish Standards con ttulo: Terminology for medical health and personal care applications of nanotechnology.

Artculo 1.4: La normatividad supone un conjunto de valores que fundamentan principios y preceptos que invitan al buen actuar, al acto justo y noble del profesional dedicado a la nanomedicina para que promueva no solamente el control y el fortalecimiento de la salud fsica y mental, sino tambin para que auspicie el aumento de la energa, la fortaleza, la nutricin, vitalidad, inmunidad, lozana, salubridad e higiene del ser humano y sus sociedades.

Artculo 1.5: Partimos de que la obligacin de cuidar de la salud y de la vitalidad del ser humano y su sociedad, no se centra nicamente en los mdicos y los sistemas sociales que la promueven, son responsabilidad de cada ser humano. Cada individuo debiera saberse con el compromiso de procurarse y procurar armona y bienestar a s mismo y al entorno.

Esto supone un auto constituirse, una autonoma personal y social responsable, as como un sistema permanente de colaboracin con el medio ambiente.

Artculo 1.6: Las instituciones pblicas y privadas de salud debern brindar informacin didcticamente presentada para propiciar que la sociedad est bien informada sobre los problemas de salud, bsicos y de manera general, para auspiciar dilogos permanentes entre cada mdico y sus pacientes, a fin de que los pacientes y sus familias entiendan mejor los mecanismos que promueven la salud individual y colectiva, pero tambin con el objeto de que los mdicos comprendan los sentidos y tendencias de las iniciativas individuales y colectivas en torno a la salud.

La nanomedicina ha empezado a facilitar diversas formas confiables de pruebas que pueden realizarse en casa, estas pruebas cada vez sern ms seguras y estarn ms al alcance del pblico en general. En esta situacin, los mdicos debern contar frecuentemente con que sus pacientes poseen mucha informacin sobre sus padecimientos. Adems, hoy ya hay disponible, especialmente a travs de internet, una gran cantidad de explicaciones, avisos y consejos para el tratamiento de cada padecimiento conocido. Estos saberes se debern ofrecer gratuitamente con el fin de ilustrar al paciente, y a las personas que lo rodean, sobre sus enfermedades y sobre formas que ayudan a aliviarlos.

Artculo 1.7: El mdico deber asumir la responsabilidad de dialogar con su paciente y poner a su alcance todo aquello que est en su saber y sus habilidades profesionales, explicarle qu es y cules son las implicaciones de un tratamiento novedoso derivado de la nanotecnologa; pero nunca deber asumirse como si fuera dueo de los destinos del enfermo, o infringir los derechos fundamentales de ste. Todo paciente de una institucin mdica puede asumir un papel activo en relacin con los modos mediante los cuales se atienden sus problemas de salud. Los mdicos tienen el deber de informar a los pacientes, o a sus representantes, sobre sus enfermedades y solicitarles su consentimiento para iniciar cualquier tratamiento.

Artculo 1.8: Es importante que las pruebas de laboratorio y las prcticas de la nueva nanomedicina se aproximen cada vez ms, por lo que se recomienda a los hospitales, especialmente a los de tercer nivel, contar con laboratorios de experimentacin y desarrollo de nanomatariales, a fin de que se observen procesos, se demuestren funcionamientos, se preparen materiales. Es de gran trascendencia que los nosocomios cuenten con un ncleo cercano en el que se presenten modelos de simulacin, se verifique el funcionamiento de nuevas tecnologas; operaciones recurrentes que guen

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 2, No. 2, julio-diciembre, 2009 | Artculos | Mundo Nano |a nuevos resultados, a mtodos inditos que busquen la comprensin de nuevos mecanismos de prevencin, diagnstico, terapia, cuidado, monitoreo, fortalecimiento y vitalizacin del ser humano.

Artculo 1.9: El investigador que dirige un centro o laboratorio de nanomateriales o nano dispositivos para uso mdico debe contar con bagaje terico y experiencia en su campo, con resultados juzgados por comits especializados en el tema, presentados en reuniones de expertos y publicados en revistas reconocidas por autoridades cientficas del campo, a fin de que sirvan como referencias slidas para dialogar y construir nuevos horizontes. Es importante que los laboratorios cuenten con proyectos generales, as como con protocolos sistemticos de investigaciones puntuales orientadas hacia fines especficos.

Los investigadores tiene el deber de hacer la mejor ciencia posible, de realizar su trabajo con consistencia, de comunicar sus resultados de manera responsable, de generar innovaciones lo ms seguras y fiables segn el mejor conocimiento disponible.

captulo 2. Sobre la coMunidad cientfica y la nanoMedicina

Artculo 2.1: El cientfico que elabora nanopartculas con el fin de que sean usadas en procesos de prevencin, diagnstico, terapia o de fortalecimiento de los seres humanos, debe hacer explcitos sus mtodos y procesos de investigacin, sus hiptesis y sistemas de verificacin, de tal manera que puedan ser discutidos en sus fundamentos tericos y metodolgicos por los especialistas. De esta forma todo experto que descubre o crea nuevos materiales tiles para mejorar la salud deber colaborar a esclarecer sus fundamentos y la capacidad predictiva de la teora. Con base en estos aportes, sentar precedentes explcitos para descubrir nuevas dimensiones del quehacer cientfico que posibiliten hallazgos inditos e inventos que parecan inaccesibles a la luz de las teoras anteriores.

Dado que estamos ante una ciencia joven, en vas de desarrollo de sus sistemas de medicin y comprobacin, es importante precisar mecanismos y sistemas de informacin para pasar de los nuevos descubrimientos cientficos de las ciencias bsicas de la nanomedicina a las creaciones tecnolgicas y a sus aplicaciones clnicas.

Artculo 2.2: La ciencia supone colaboracin humana, complemento entre las nuevas verificaciones empricas, incluso si stas muestran nuevos hechos que contradigan los descubrimientos anteriores. Las falsaciones no deben ser vistas como reprobacin, sino como un conjunto de nuevas luces que revelan anomalas, quiz errores cuya explicacin novedosa d lugar a nuevos horizontes y nuevas esperanzas.

Artculo 2.3: El investigador debe partir de una perspectiva diacrnica y sincrnica del quehacer cientfico que le revele constantemente pautas de colaboracin, integracin y unidad. La formacin de las nuevas generaciones debe estar imbuida en esta atmsfera de cooperacin.

Artculo 2.4: Las disciplinas cien