Por Federico Kukso

A primera vista parece una cueva común y corriente. O a lo sumo, un cenote: paredes abovedadas ennegrecidas por generaciones, techos exageradamente altos y cámaras interconectadas por columnas que se cruzan en un infinito entretejido geológico para terminar confundiéndose con la oscuridad.

Pero las impresiones engañan. Porque apenas la cámara se interna en este espacio teñido por el misterio, otra imagen se revela: los supuestos muros se mueven. Se contraen y se expanden. Una y otra vez. Aquí nada es estático. Hasta que desde las profundidades de lo desconocido irrumpe un grito: “¡Nooooooo!”

La voz de quien parece un buzo en un ajustado traje blanco retumba en cada rincón de este extraño espacio. Es Cora Peterson (la superestrella del momento, Raquel Welch) y está en aprietos. La cueva en realidad es un pulmón humano. Y la película se llama Fantastic Voyage.

“Este filme lo lleva a donde nadie ha ido antes. Ningún testigo ha visto lo que usted está por ver. Pero en este mundo donde ir a la Luna pronto será posible y donde las cosas más increíbles están ocurriendo a nuestro alrededor, algún día, quizás mañana, los eventos fantásticos que verá ocurrirán”. Así, con una advertencia y una promesa, comenzaba este clásico de la ciencia ficción de 1966 en el que un submarino y sus cinco tripulantes eran reducidos a tamaño microscópico e inyectados en el torrente sanguíneo de un prominente científico agonizante para curar los tejidos dañados de su cerebro por dentro.

Cuando se estrenó la película, con la Guerra Fría y el arranque de la carrera espacial de fondo, Paula Hammond tenía tres años. Robert Langer, en cambio, 18. Como al resto de una generación, a estos eminentes ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT) los marcó: la ciencia ficción les implantó en su imaginación una idea. Les indicó un camino. Y, sin pretenderlo, abrió las puertas de lo que hoy es realidad: el asombroso mundo de las nanociencias.

Hacía siete años que el físico teórico Richard Feynman se había asomado al abismo de la materia sin sucumbir ante los efectos del vértigo. “Hay mucho lugar allá abajo”, proclamó en diciembre de 1959 en una conferencia en el Instituto de Tecnología de California, Estados Unidos, este investigador del desastre del transbordador Challenger y premio Nobel con un don especial para tocar el bongó. Feynman estaba convencido de que los átomos podían ser manipulados, reordenados a voluntad como si se trataran de ladrillos mil millones de veces más pequeños que un metro, un “nanómetro”, el tamaño de un virus.

Desde entonces, las nanociencias –punto de intersección entre la Química, Física, Biología, Matemática, Informática y Electrónica– no hicieron más que crecer en los laboratorios, en la industria y en los sueños de los investigadores. También en los supermercados: cremas antiage, tupperwares con propiedades

insospechadas, pelotitas de golf y boliche, lavadoras, pastas de dientes y raquetas de jugadores como Roger Federer están compuestas por nanopartículas que, en cada caso, les aporta una cualidad extra: resistencia y flexibilidad, por ejemplo.

“Estamos recién en el comienzo de la era nanotecnológica –asegura Vladimir Bulovic del MIT, una de las figuras prominentes de este emergente campo–. Estamos en el Renacimiento de esta disciplina. Durante la primera década nos maravillamos ante las posibilidades que ofrece. Ahora es el momento de actuar.”

Sin embargo, las principales disrupciones de las nanociencias, advierten los especialistas, no las encontraremos “afuera” –en la calle, en los mercados, en las canchas de tenis– sino “adentro”, en el mismísimo interior de nuestros cuerpos.

DE RECIENTE CREACIÓN

Las nuevas disciplinas, por lo general, vienen precedidas por campañas de marketing y anuncios algo desmedidos orientados a amplificar tanto nuestra fascinación como el miedo. Ocurre con la realidad virtual, con la genómica y con la inteligencia artificial. Sucede también con las nanotecnologías. En 1986, por ejemplo, el ingeniero Eric Drexler publicó un libro provocador. Su título era Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology y en él este californiano aseguraba con liviandad: “La nanotecnología limpiará la contaminación, aliviará el hambre del mundo. Pero, sobre todo, curará el cáncer”.

Ya han pasado casi 30 años y los que por entonces tildaban a Drexler de loco han bajado el volumen de sus críticas. Por una razón: en todo el mundo, ingenieros, químicos, biólogos y médicos están uniendo fuerzas, en estos precisos momentos, para desterrar de una vez por todas la que muchos llaman la “peste definitoria de nuestra generación”: el cáncer.

“Todos, al nacer, somos ciudadanos de dos reinos, el de los sanos y el de los enfermos. Y aunque todos prefiramos usar el buen pasaporte, tarde o temprano cada uno se ve obligado, al menos por un tiempo, a identificarse como ciudadano de aquel otro lugar”, escribió Susan Sontag, quien padeció en carne propia este mal clandestino. A los 43 años derrotó a un cáncer de mama. Pero a los 71, esta gigante intelectual no tuvo la misma suerte y sucumbió: murió de leucemia en 2004. Antes de hacerlo, luchó. Y mucho.

Los números del cáncer causan pavor. Según la Organización Mundial de la Salud, esta patología es desde 2008 la principal causa de muerte alrededor del mundo. Por año, más de siete millones de personas en el planeta mueren por su causa. Y se pronostica que ese número aumentará a 22 millones en las próximas dos décadas. El cáncer es la tercera causa de muerte en México y, según estimaciones de la Unión Internacional contra el Cáncer, cada año se suman más de 128,000 casos de mexicanos.

Para ser más exactos, el cáncer –que invade nuestra imaginación, ocupa nuestros recuerdos, se infiltra en las conversaciones y en nuestras pesadillas– no es una sola enfermedad, sino muchas. Alrededor de 100 –por ejemplo, el cáncer de pulmón, de colon y recto, de vejiga, de piel, el linfoma no Hodgkin, el cáncer de tiroides, el cáncer de riñón y pelvis renal, los más comunes durante 2015– que en su mayoría son curables, siempre y cuando se detecten en etapas tempranas. “Lo que tienen en común es un crecimiento celular anómalo desencadenado por la mutación o la alteración de genes que controlan el crecimiento celular normal –indica el oncólogo indio Siddhartha Mukherjee–. Ésa es la característica que conecta todos los cánceres. Es decir, los mismos genes que hacen posible que los embriones, nuestros cerebros o nuestros cuerpos crezcan, si se alteran, si mutan, desencadenan un crecimiento anómalo, y ése es, obviamente, el comienzo del cáncer”.

La batalla contra el cáncer es antigua. Como recuerda este investigador de la Universidad de Columbia y ganador del premio Pulitzer por su magistral libro El emperador de todos los males: una biografía del cáncer, un escriba del Antiguo Egipto llamado Amenhotep detalló en el 2500 a.C. un caso similar a un cáncer de mama. Recién Hipócrates le había asignado un nombre: en pleno siglo V a.C., este médico griego imaginaba los tumores como cangrejos ocultos bajo la piel cuyas patas se extendían en forma de los vasos sanguíneos que lo rodeaban.

Desde 1909, gracias a los estudios del bacteriólogo Paul Ehrlich y de su discípulo, el japonés Sahachiro Hata, y luego de 606 experimentos, apareció una de las principales armas para combatir al cáncer: la quimioterapia o el uso de fármacos que actúan evitando que las células cancerosas crezcan y se dividan en más células.

Sin embargo, al poco tiempo se descubrió que este tipo de terapias tenía su lado oscuro. Los fármacos deben recorrer un largo camino hasta llegar a su destino: un tumor, por ejemplo. No se suele pensar, pero esta travesía constituye toda una odisea interior: luego de ser introducida en la boca, una pastilla –en el caso de quimioterapia oral– desciende por el esófago, se zambulle en el estómago, es bañada por los ácidos gástricos. Luego recorre nuestro laberinto interno –el intestino delgado– hasta que el recubrimiento cede y se disuelve. Y una vez ahí, el fármaco atraviesa la pared intestinal, se inmiscuye en el torrente sanguíneo y alcanza su objetivo.  La distancia es tal que en el trayecto suele degradarse. Pierde muchas de sus propiedades químicas, y lo peor, además: ataca al bando equivocado, a las células sanas.

Se sabe que algunos medicamentos de quimioterapia pueden dañar las células del corazón, los riñones, la vejiga, los pulmones y el sistema nervioso, provocar náuseas y caída del pelo, confirmando el dicho “el remedio es peor que la enfermedad”.

De ahí la necesidad imperiosa de desarrollar técnicas o procesos mediante los cuales los fármacos lleguen intactos a su objetivo, sin provocar daños colaterales.

Precisamos ampliar nuestro arsenal para combatir a este mal. Y Robert Langer tiene muchas ideas. A este ingeniero neoyorquino multipremiado, por ejemplo, le gusta pensar en “nanobombas” teledirigidas. En su laboratorio de ingeniería biomédica en el MIT, desarrolla diversas estructuras nanométricas o nanobjetos –casi 20 veces más chicos que las células– que funcionan como vehículo de fármacos. O sea, pueden transportar en su interior, como si fuera un caballo de Troya químico, una droga para llegar directo al órgano, tejido o punto del cuerpo que se desee y no a otra. Una vez ahí, ser liberada y detonar. Es la bala de plata que matará al lobo: al cáncer.

“Podemos insertar mil drogas en una nanopartícula hecha con redes de polímeros que actúan como pequeños pero eficaces contenedores y dirigirla hasta las células cancerosas que en su superficie tienen características químicas especiales que las hacen receptivas a estas ‘nanobalas’”, cuenta este investigador que mezcla la ciencia de los materiales con la medicina y quien ya tiene más de 1,000 patentes en ingeniería de tejidos y drug delivery, una idea soñada a principios del siglo XX por el propio Paul Ehrlich quien pensaba en “balas mágicas”.

Entre sus creaciones también figura un microchip implantable, capaz de ser controlado de forma inalámbrica para liberar drogas en el cuerpo. Los ensayos clínicos comenzaron en enero de 2011 en Dinamarca, donde siete mujeres con osteoporosis de entre 65 y 70 años tuvieron estos dispositivos implantados del tamaño de una uña durante cuatro meses en sus caderas. “Es como llevar una farmacia dentro del cuerpo”, afirma Langer.

UN ROBOT EN MI CUERPO

Este hombre bajo y que transmite entusiasmo al hablar no está solo en el mundo de la nanotecnología farmacéutica. Paula Hammond, también del MIT, está obsesionada con los nanomateriales. “Nos enfocamos en la generación de filmes y nanopartículas basadas en polímeros para el delivery de drogas –revela esta profesora de ingeniería química–. Usamos dos fármacos: el Erlotinib, también conocido como Tarceva, que cierra las vías por las que se facilita el crecimiento tumoral descontrolado. Y el Doxorubicin o Adriamycin. Una vez que se ha administrado el Erlotinib, las células cancerosas se vuelven más sensibles al segundo fármaco. La función de las moléculas del polímero es proteger a estas drogas en la corriente sanguínea hasta llegar al tumor y una vez ahí ser liberadas”.

En estudios preliminares desarrollados en ratones, a los 30 días de la inyección de las nanopartículas los tumores se redujeron entre un 50 y un 80 %.

El investigador indio Shiladitya Sengupta, de la Harvard Medical School, por su parte, utiliza nanotecnología para que una potente droga anticancerígena conocida como Cisplatin no tenga un efecto tóxico en los riñones de los pacientes. Y un equipo liderado por el chino Zhen Gu de la Universidad de Carolina del Norte desarrolla tiras de grafeno para entregar medicamentos contra las células cancerosas, dirigiendo a los fármacos de forma específica y aumentando su eficacia.

En la actualidad, más de 250 polímeros y otro tipo de materiales cuyo tamaño va de entre un nanómetro a los 300 nanómetros ya han sido aprobados o están en investigación para el transporte de drogas o como agentes de detección de células cancerosas. Por ejemplo, un nanofármaco conocido como Doxil fue el primero en su tipo en ser aprobado por la US Food and Drug Administration (FDA). Se le utiliza para combatir cáncer de ovario. En octubre de este año, fue aprobada la droga Onivyde para tratar cáncer pancreático.

Pero no consiste únicamente en diseñar nuevos tratamientos, sino también en idear efectivos métodos de detección temprana del cáncer. En España, un consorcio de 16 empresas e instituciones europeas estudia nanopartículas de hierro no tóxicas capaces de ser detectadas una vez en el organismo mediante resonancia magnética y, así, ser utilizadas como agentes de contraste para la identificación de nódulos. La técnica de Vladimir Bulovic del MIT es similar: “En nuestro caso, le inyectamos a un ratón nanopartículas o lo que llamamos puntos cuánticos que nos permiten, a través de una luz infrarroja, ver en segundos su sistema cardiovascular y saber si hay tejido canceroso o nódulos”.

El último participante que se ha sumado a la batalla nanoscópica es ni más ni menos que el gigante de Google. Según Andrew Conrad, encargado de los proyectos de salud en los laboratorios de Google X, más de 100 científicos están trabajando en nanopartículas con el fin de realizar un diagnóstico precoz de cáncer al identificar cambios bioquímicos en el organismo. “La idea es que las nanopartículas se ingieran mediante una cápsula y transmitan información sobre células enfermas a una tecnología wearable o vestible equipada con sensores –señala este investigador–. Nuestro objetivo es hacer realidad el Tricorder de Viaje a las estrellas”.

Paper tras paper, investigación tras investigación, las nanociencias demuestran que no son ciencia ficción sino ciencia a secas, aunque sus proyectos parezcan y suenen como guión de una película sci-fi. Aún más en el caso de los nanorrobots: pequeños cirujanos que algún día nos curarán por dentro. Investigadores del Instituto de Tecnología en Israel (Technion), por ejemplo, están en las primeras etapas del desarrollo de nanobots nadadores hechos de fibra de seda, polímeros y nanocables magnéticos capaces de nadar en el flujo sanguíneo y detectar células cancerígenas. El español Samuel Sánchez del Instituto de Bioingeniería de Cataluña, en Barcelona, por su parte, diseña toda clase de nanobots, pequeños submarinos que podrán administrar fármacos: algunos son grandes como una bacteria, otros son pequeños como un virus.

Quien destaca en estos asuntos es Ido Bachelet, investigador del Instituto de Nanotecnología y nuevos materiales de la Universidad de Bar-Ilan de Israel. Él sorprendió a muchos al anunciar, en febrero de 2015, el comienzo de los primeros ensayos de nanobots de ADN en pacientes de leucemia en estado crítico. Cada uno recibirá una inyección de estructuras inspiradas en el origami japonés, diseñadas para interactuar y destruir las células de leucemia.

No todos comparten el entusiasmo ciego de la nanomedicina y sus sorprendentes frutos. Christa Watson del Departamento de Salud Ambiental de Harvard recomienda precaución. “Aún hay incertidumbre sobre la seguridad y el riesgo de los nanomateriales –dice esta bióloga, especialista en nanotoxicología–. Es preciso investigar los efectos toxicológicos de las nanopartículas y nanomateriales. No queremos esperar 30 años para confirmar que estos nanomateriales son nocivos”.

Ella no es realista, como el premio Nobel de Medicina Harold Elliot Varmus –ex director del Instituto de Cáncer de EU–, quien afirmó: “Siempre tendremos cáncer. Podemos reducir los factores externos para disminuir las posibilidades de tener cáncer y podremos detectar los cánceres antes. Es posible que al final muy poca gente muera de cáncer. No creo que nos vayamos a librar de él”. Sin embargo, con nanobombas y nanorrobots le daremos batalla.

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